头发的主要成分是含硫的角蛋白，其化学结构是由许多氨基酸组成的呈螺旋状长链结构，且大多数为胱氨酸。相互邻近的不同的氨基酸链之间连接是结合很强的二硫键和结合弱的氢键构成，这种有规律的化学结构决定了发的特殊性能，使毛发具有一定的强度、弹性、屈曲性和含水性等。

头发丝里有含有多种微量元素，可检测的就有20种以上，如铁、钢、碘、氟、硒、锌，砷等，。同时，头发中还含有血型物质。但是最主要的头发的成分还是是蛋白质，毛发的蛋白质则是由8种氨基酸结合成。