頭髮是一種主要由蛋白質構成的細絲，頭皮上一般頭髮的寬度大約是0.1公釐（100微米）。這裡指的是橫跨髮絲的寬度，不是長度。1微米是1公釐的千分之一。

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美國國家奈米技術計畫指出，人類頭髮的寬度為8萬至10萬奈米，也就是80至100微米。1奈米是1微米的千分之一。本站所採用的100微米，位於這個範圍的上限。

頭髮的粗細因人而異，差異很大。2014年一項針對頭皮頭髮的研究指出，成人頭髮的寬度大約介於20到180微米之間，也就是說，最粗的頭髮寬度大約是最細頭髮的九倍。科學家會用顯微鏡和雷射儀器測量頭髮的寬度。

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頭髮大部分由堅韌的蛋白質角蛋白構成。橫切頭髮可以看到三層構造：中心是結構鬆散的髓質；髓質外側是皮質，頭髮大部分的質量都集中在這一層。

皮質是由紡錘形細胞排列組成，這些細胞寬度大約1到6微米、長度大約50到100微米，沿著髮絲方向排列。皮質外側是表皮，由扁平的死細胞層層重疊而成，具有保護作用，就像魚鱗一樣。每個表皮細胞的厚度大約只有0.5微米。頭皮上的頭髮通常可以長到大約90公分長，大約是其寬度的9000倍。

比較世界各地人群的研究發現，不同族群的頭髮寬度差異很大。平均而言，亞洲裔和非洲裔的頭髮比歐洲裔的頭髮粗，其中又以亞洲裔的頭髮最粗。

頭髮的寬度也和測量方向有關，因為大多數頭髮並非正圓形。頭髮的橫切面通常呈橢圓形，有些人的頭髮比較扁平，有些人則沒那麼扁平。直髮的橫切面通常最接近正圓形，緊密捲曲的頭髮則最扁平。就連同一根長頭髮，沿著長度方向也可能出現變化：一項研究發現，頭髮越靠近髮根，會變得越圓、越細。