Wol is een lange, slanke, stevige cilinder, gekrompen van vorm. De vezelstructuur bestaat uit drie lagen: de schubbenlaag, de cortex en de medulla.
De schubbenlaag: Dit is de buitenste laag wol. De groei volgt een specifieke richting, van de haarwortel tot de haarpunt. Elke schub is aan het ene uiteinde van de haarwortel verbonden met de cortex, terwijl het andere uiteinde zich naar buiten uitstrekt, overlappend en overlappend. De dichtheid van de schaalbedekking varieert aanzienlijk, afhankelijk van het wolras. Fijnere wol heeft meer schubben, langere overlappende delen, en de schubben zijn vaak ring-vormig. Grovere wol heeft minder schubben, kortere overlappende delen, en de schubben zijn vaak gegolfd of vis-schubben-achtig en overlappen elkaar. Doordat de schilferlaag zich naar buiten uitstrekt en uitsteekt, ontstaat door verhoogde wrijving tussen de vezels vervilting, wat de cohesie onder vochtige en warme omstandigheden versterkt. De schubbenlaag geeft wol ook een goede glans. De stevige schaalstructuur zorgt ervoor dat wol bestand is tegen slijtage en vlekken.
Cortex: De cortex is het hoofdbestanddeel van wolvezels, samengesteld uit veel eiwitcellen die keratine of keratine worden genoemd. De cellen zijn met elkaar verbonden, met gaten ertussen. De cortex is de primaire laag die de fysieke, mechanische en chemische eigenschappen van wolvezels bepaalt. Het is verdeeld in twee typen: de orthocortex en de paracortex. In gekrulde wolvezels kunnen ze onder spanning tot ongeveer 20% worden uitgerekt en na ontspanning terugkeren naar hun oorspronkelijke gekrulde staat. De cellen aan de buitenkant van de krimp worden orthocorticale cellen genoemd, en die aan de binnenkant worden paracorticale cellen genoemd. De orthocortex heeft een lager zwavelgehalte dan de paracortex, waardoor deze chemisch reactiever is en gemakkelijker te verven. De paracortex daarentegen is het tegenovergestelde. In fijne wol van hoge-kwaliteit zijn de twee soorten corticale cellen geclusterd aan weerszijden van de wolschacht en met elkaar verweven langs de vezelas, een fenomeen dat bekend staat als bilaterale isomerie.
Medulla: De medulla bevindt zich in het centrale deel van de wolvezel en is een ondoorzichtige, losse substantie. Over het algemeen mist fijne wol een merg, terwijl grovere wol een verschillende mate van merg heeft. Hoe meer merg een wol bevat, hoe rechter en grover deze lijkt, en hoe lager de kwaliteit ervan. Wol die een grote hoeveelheid medulla bevat, is broos en gemakkelijk te breken, met minder plooien, en de verschrompelde wol wordt dode wol genoemd. Sommige wolsoorten hebben een discontinue medulla, met fijne en grove haartjes op een enkele vezel; dergelijke wol wordt twee-woltypes genoemd.
