棉线近火焰即燃，燃烧迅速，火焰呈黄色，冒蓝烟。棉线燃烧产生纸气味，燃烧后，棉线有极少粉末灰烬，呈黑或灰色。

棉纤维是由受精胚珠的表皮细胞经伸长、加厚而成的种子纤维，不同于一般的韧皮纤维。它的主要组成物质是纤维素。纤维素是天然高分子化合物，化学结构式为 （Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）。正常成熟的棉纤维素含量约为９４％。此外含有少量多缩戊糖、蜡质、蛋白质、脂肪、水溶性物质、灰分等伴生物。由于棉纤维具有许多优良经济性状，使之成为最主要的纺织工业原料。