头发是一种由完全角化的角质细胞所形成的天然高分子纤苎:角质细胞内充满蕾由多种氨基酸组成的角蛋白，其中以胱氨酸的含量最高，不过头发中的角质细胞已丧失了活动能力，几乎没有任何生理功能.
头发中含有多种微量元素，可检测的就有20种以上，如铁、钢、碘、氟、硒、锌，砷等.这些元素的含量大大高于血.尿中的浓度．同时．头发中还含有血型物质.
毛发的主要成分是蛋白质，毛发的蛋白质则是由18种氨基酸结合成(见下表).
名称含量名称含量名称含量
胱氨酸16丝氨酸17.6苯丙氨酸2.7
谷氨酸14.6丝氨酸27.2赖氨酸2.6
精氨酸9.6缬氨酸7.2异白氨酸2.2
甘氨酸9.5丙氨酸4蛋氨酸1
白氨酸9.1脯氨酸3.7组氨酸0.9
天门冬氨酸8酪氨酸3.1色氨酸0.7
头发本质上是人体表皮细胞死亡后的尸体，发根部位（即毛囊）周围的表皮细胞不断地死亡，并且不断地向外堆积，促成了头发的不断生长。
“头发（带着毛囊的）中也含有一些遗传信息，可以进行DNA鉴定，而一些遗传性疾病，是能在DNA链中反映出来的。”
从元素的层面上，头发里最丰富的是碳，大约占45.2%；其次是氧（27.9%），氮（15.1%），氢（6.6%）和硫（5.2%）。分子层面上，头发主要成分是角蛋白纤维以及黑色素。
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