Основное назначение волос это защита головы от перегревания, охлаждения, повреждений и, безусловно, это украшение нашей головы, одно из основных составляющих нашей внешности. Чтобы знать составные части структуры волоса, необходимо знать его химическое строение. Каждая клетка волоса состоит из элементов. Изучив структуру волоса, мы знаем, что волос имеет 3 основных слоя - кутикулу или "чешуйки" - (1), корковое вещество или "кору" - (2) и сердцевину, которая в свою очередь состоит из крупных клеток с кератиноподобным веществом - в этом слое содержатся пузырьки воздуха. Корковое вещество представлено склеенными ороговевшими веретеновидными клетками, заполненными частично сросшимися нитями - фибриллами (3) рогового вещества — кератина, ориентированными параллельно оси волоса; фибриллы в виде плотно упакованных (4) более тонких нитей — филаментов (5) — диаметром 50—100 Å, состоящих, в свою очередь, из протофиламентов (6) — диаметром около 20 Å, образованных 2—3 спиралевидно переплетёнными нитевидными молекулами белка (7); белок в свою очередь состоит из аминокислот (8), которые формируются из атомов (9). Механическая прочность волоса определяется главным образом корковым веществом, клетки которого, как и клетки сердцевины, могут содержать пигмент меланин, придающий волосу в зависимости от его количества и степени дисперсности различный цвет — от чёрного до светлых тонов. Кутикула же является слоем черепицеобразно наложенных друг на друга плоских ороговевших клеток, содержащих в основном аморфный кератин. Только 3% состава волоса составляет вода, остальные 97% составляет белковое вещество кератин, в составе которого имеется железо, медь, цинк, хром, марганец, обогащенный серой и другими микроэлементами и витаминами A, B, C, T и P, поэтому желая иметь здоровые и красивые волосы очень важно с пищей получать достаточно протеина. Кератин волос состоит из девятнадцати аминокислот. Когда аминокислоты находятся в связанном состоянии (если волос здоров), они составляют полипептидную цепочку. Одна из аминокислот – цистеин – связана перекрёстными связями с дисульфидом (двусерными мостиками). Дисульфидные связи обеспечивают кератиновой структуре пространство (форму) и обуславливают упругость волос. Разрушение дисульфидных связей (химическая завивка, выпрямление, окрашивание и пр.) уменьшает упругость волоса и позволяет изменить форму волоса.

Химический состав структуры волоса обозначается формулой C-O-N-H-S. Наименование этих составляющих химических элементов и их среднее процентное содержание каждого элемента в составе волоса: C – Carboneum (углерод) - 49,6%, O – Oxygenium (кислород) – 23,2%, N – Nitrogenium (азот) – 16,8%, H – Hydrogenium (водород) – 6,4%, S – Sulfur (серa) – 4,0%. Кроме того в состав волоса входит магнезия, мышьяк, железо, фосфор, хром и другие металлы и минералы. Наименование некоторых аминокислот кератина волоса и их процентное содержание каждой в составе кератина: Цистеиновая (Cysteine) – 17,5%, Серин (Serine) – 11,7%, Глютаминовая кислота (Glutamine acid) – 11,1%, Треонин (Threonine) – 6,9%, Глицин (Glycine) – 6,5%, Леуцин (Leucine) – 6,1%, Валин (Valine) – 5,9%, Аргинин (Arginine) – 5,6%, Аспартиковая кислота (Aspartic acid) – 5,0%, Аламин (Alamine) – 4,8%, Пролин (Proline) – 3,6%, Изолеуцин (Isoleucine) – 2,7%, Тирозин (Tyrosine) – 1,9%, Фенилаланин (Phenylalanine) – 1,4%, Хистидин (Histidine) – 0,8%, Метионин (Methionine) – 0,5%.

Находящиеся в составе волоса пигменты (меланин – красящее вещество) являются совокупностью белковых комплексов, состоящих из триптофана и пиррола. Рассматривая глубже составляющие строение структуры волоса, надо отметить отдельные атомы и их группы, создающие волосяные молекулы. Волосяные молекулы объединяются зигзагообразно в линейные (цепные) молекулы. В свою очередь, цепные молекулы, называемые мельчайшими волокнами, лежат очень тесно друг подле друга и образуют мицеллы. Из мицелл развиваются веретенообразные клетки слоев волоса, или волокна. Соединение цепных молекул с мицеллами происходим главным образом благодаря химическому элементу Сера, которая образует так называемые серные мостики – цистеиновые или двусерные мостики. Описанные химические элементы образуют вещества, называемые «кератин» (роговое вещество) и «протеин» (белковое вещество). Кроме того, волосы человека имеют определенное количество жирового вещества (холистерола), минеральных соединений и мышьяка. Кератин характеризуется высоким содержанием азота, углерода, кислорода, водорода и серы, он состоит из длинных сжатых молекул протеина с регулярной структурой устойчивой к снашиванию, эти молекулы являются довольно сильными и гибкими. Кератин, будучи очень эластичным и плотным белком, способствует ороговению клеток волос. Как и каждый белок, кератин, большие молекулы протеина которого, в свою чередь, состоит из значительно меньших молекул специфических аминокислот, соединенных в цепочки. Наиболее важной и характерной аминокислотой является цистеиновая кислота.

От химического состава волоса зависит его цвет. Более темные волосы имеют в своем составе больше углерода и меньше кислорода, более светлые волосы - наоборот имеют больше кислорода и меньше углерода. Волосы средней по интенсивности окраски содержат 50,65% углерода, 6,36% водорода, 17,14% aзота, 5,0% серы и 20,85% кислорода. В составе белкового комплекса веществ пигмента (меланина) содержится азот, сера, кислород и небольшое количество железа и мышьяка. Соотношение концентрации составляющих меланина определяет неповторимость цвета волос каждого человека.