Hlavní složkou vlny je keratin, který se skládá z různých α-aminokyselinových zbytků, které mohou být spojeny do molekul s dlouhým řetězcem ve tvaru spirály, které obsahují karboxylové skupiny, aminové skupiny a hydroxylové skupiny, které tvoří solné vazby mezi molekulami. a vodíkové vazby atd. Dlouhé řetězce jsou spojeny příčnými vazbami tvořenými disulfidovými vazbami cystinů. Výše uvedená chemická struktura určuje vlastnosti vlny. Například, když je dlouhý řetězec makromolekul vlněných vláken natažen vnější silou, přechází ze šroubovitého tvaru typu α na typ prodloužení typu β a poté se po odstranění vnější síly vrací k typu α, pak je jeho vzhled v deformaci prodloužením a pružnosti vlny. Silnější hygroskopická schopnost vlny souvisí s některými skupinami na dlouhém řetězci. Vlna je odolnější vůči kyselinám než zásadám, protože zásady jsou náchylné k disulfidickým skupinám v cystinu vlny, které poškozují vlnu. Oxidační činidla mohou také poškodit vlnu zničením disulfidových skupin.
Mezi fyzikální vlastnosti vlny patří především jemnost, délka, ohyb, pevnost a tažnost, elasticita, plstnatost, hygroskopičnost, barva a lesk. Ryzost je důležitou procesní charakteristikou pro stanovení kvality a užitné hodnoty vlněného vlákna, která se vyjadřuje průměrem vlákna v mikronech nebo počtem jakostí; čím menší jemnost, tím vyšší počet a tím jemnější vlněná příze.
Délka zahrnuje přirozenou délku a rovnou délku, první se vztahuje k přímé vzdálenosti mezi konci chomáčů a druhá je délka měřená narovnáním vláken. Prodloužení jemných vlasů je nad 20 % a polojemných vlasů asi 10 až 20 %. Při stejné jemnosti platí, že čím delší je vlna, tím vyšší je výkon při předení a tím lepší je kvalita hotového výrobku. Ohýbání je široce používáno jako základ pro hodnocení kvality vlny. Vlna s úhledným a konzistentním tvarem se spřádá do přízí a výrobků, které jsou měkké na dotek, s dobrou elasticitou a hřejivostí. Jemné chloupky mají mnoho ohybů a vysokou hustotu a hrubé chloupky jsou vlnité nebo ploché bez ohybů. Pevnost a tažnost mají přímý vliv na pevnost hotového výrobku. Pevnost se týká napětí vlny při přetržení; tažnost se týká zvětšení délky v důsledku lomové síly. Pevnost různých druhů vlny se velmi liší.
Jemnost stejného typu vlasů je úměrná jejich síle a čím silnější vlasy, tím větší pevnost. Čím je dřeň s dřeňovými chlupy vyvinutější, tím horší je její schopnost odolávat lámání. Tažnost vlny je obecně do 20 až 50 %. Elasticita umožňuje výrobku zachovat si svůj původní tvar a je nepostradatelnou vlastností vlny pro koberce a přikrývky. Plstění a hygroskopické vlastnosti vlny jsou obecně lepší. Lesk často souvisí se stavem pokrytí vodního kamene na povrchu vlákna. Jemné vlasy mají slabou schopnost odrážet světlo a lesk je měkčí; lesk hrubých vlasů je silný a lesklý. Slabý lesk je často způsoben poškozením šupinaté vrstvy.