羊毛的主要成分為角蛋白,它由多種α-氨基酸?；鶚?gòu)成,后者可聯(lián)結(jié)成呈螺旋形的長鏈分子,其上含有羧基、胺基和羥基等，在分子間形成鹽式鍵和氫鍵等。長鏈之間由胱氨酸的二硫鍵形成的交鍵相聯(lián)結(jié)。上述化學(xué)結(jié)構(gòu)決定羊毛的特性。如毛纖維大分子長鏈?zhǔn)芡饬鞎r由α型螺旋形過渡到β型伸展型，外力解除后又恢復(fù)到α型，則其外觀表現(xiàn)為羊毛的伸長變形和回彈性優(yōu)良。羊毛較強的吸濕能力與長鏈上的一些基團有關(guān)。羊毛較耐酸而不耐堿，是由于堿容易羊毛胱氨酸中的二硫基，使毛質(zhì)受損。氧化劑也可破壞二硫基而損害羊毛。
羊毛的物理性質(zhì)指標(biāo)主要有細(xì)度、長度、彎曲、強伸度、彈性、氈合性、吸濕性、顏色和光澤等。細(xì)度是確定毛纖維品質(zhì)和使用價值的重要工藝特性，用纖維的直徑微米或品質(zhì)支數(shù)表示；細(xì)度越小,支數(shù)越高,紡出的毛紗越細(xì)。
長度包括自然長度和伸直長度，前者是指毛束兩端的直線距離，后者是將纖維拉直測得的長度。細(xì)毛的延伸率在20％以上，半細(xì)毛為10～20％左右。在細(xì)度相同的情況下，羊毛愈長，紡紗性能愈高，成品的品質(zhì)愈好。彎曲被廣泛用做估價羊毛品質(zhì)的依據(jù)，彎曲形狀整齊一致的羊毛，紡成的毛紗和制品手感松軟，彈性和保暖性好。細(xì)毛彎曲數(shù)多而密度大，粗毛的發(fā)毛呈波形或平展無彎。強伸度對成品的結(jié)實性有直接影響。強度指羊毛對斷裂的應(yīng)力；伸度指由于斷裂力的作用而增加的長度。各類羊毛的斷裂強度有很大差異。
同型毛的細(xì)度與其強度成正比，毛愈粗其強度愈大。有髓毛的髓質(zhì)愈發(fā)達(dá)，其抗斷能力愈差。羊毛的伸度一般可達(dá)20～50％。彈性可使制品保持原有型式，是地毯和毛毯用毛不可缺少的特性。羊毛的氈合性和吸濕性一般較優(yōu)良。光澤常與纖維表面的鱗片覆蓋狀態(tài)有關(guān)，細(xì)毛對光線的反射能力較弱，光澤較柔和；粗毛的光澤強而發(fā)亮。弱光澤常因鱗片層受損所致。
