Het hoofdbestanddeel van wol is keratine, dat is samengesteld uit een verscheidenheid aan α-aminozuurresten, die kunnen worden gecombineerd tot langketenige moleculen in een spiraalvorm, die carboxylgroepen, aminegroepen en hydroxylgroepen bevatten, waardoor zoutbindingen tussen de moleculen worden gevormd. en waterstofbruggen, enz. De lange ketens zijn verbonden door kruisbindingen gevormd door disulfidebindingen van cystines. De bovenstaande chemische structuur bepaalt de eigenschappen van wol. Wanneer de lange keten van wolvezelmacromoleculen bijvoorbeeld wordt uitgerekt door een externe kracht, gaat deze over van een spiraalvormige vorm van het α-type naar het β-type verlengingstype en keert vervolgens terug naar het α-type nadat de externe kracht is verwijderd. Het uiterlijk is dan in verlengingsvervorming en veerkracht van wol. Het sterkere hygroscopische vermogen van wol houdt verband met sommige groepen in de lange keten. Wol is zuurbestendiger dan alkalibestendig, omdat alkaliën gevoelig zijn voor disulfidegroepen in wolcystine, wat de wol beschadigt. Oxidatiemiddelen kunnen de wol ook beschadigen door de disulfidegroepen te vernietigen.
De fysieke eigenschappen van wol omvatten voornamelijk fijnheid, lengte, buiging, sterkte en rek, elasticiteit, vervilting, hygroscopiciteit, kleur en glans. Fijnheid is een belangrijk proceskenmerk om de kwaliteit en gebruikswaarde van wolvezels te bepalen, wat wordt uitgedrukt door de diameter van de vezel in microns of het kwaliteitsaantal; hoe kleiner de fijnheid, hoe hoger het aantal en hoe fijner het gesponnen wolgaren.
Lengte omvat natuurlijke lengte en rechte lengte; de eerste verwijst naar de rechte lijnafstand tussen de uiteinden van het plukje, en de laatste is de lengte gemeten door de vezels recht te trekken. De verlenging van het fijne haar is meer dan 20% en het halffijne haar ongeveer 10 tot 20%. Bij dezelfde fijnheid geldt: hoe langer de wol, hoe hoger de spinprestaties en hoe beter de kwaliteit van het eindproduct. Buigen wordt veel gebruikt als basis voor het beoordelen van de kwaliteit van wol. De wol met een nette en consistente vorm wordt gesponnen tot garens en producten die zacht aanvoelen, met een goede elasticiteit en warmte. De fijne haren hebben veel bochten en een hoge dichtheid, en de grove haren zijn golvend of plat zonder bochten. Sterkte en rek hebben een direct effect op de stevigheid van het eindproduct. Sterkte verwijst naar de spanning waarmee de wol breekt; rek verwijst naar de toename in lengte als gevolg van de breekkracht. De breeksterkte van verschillende soorten wol varieert sterk.
De fijnheid van hetzelfde haartype is evenredig met de sterkte ervan, en hoe dikker het haar, hoe groter de sterkte. Hoe beter de medulla met mergharen ontwikkeld is, hoe slechter het vermogen om breuken te weerstaan. De rek van wol bedraagt doorgaans 20 tot 50%. Door de elasticiteit behoudt het product zijn oorspronkelijke vorm en is een onmisbaar kenmerk van wol voor tapijten en dekens. De vilt- en hygroscopische eigenschappen van wol zijn over het algemeen beter. De glans houdt vaak verband met de mate van kalkdekking op het oppervlak van de vezel. Fijn haar heeft een zwak reflectievermogen bij licht en de glans is zachter; de glans van grof haar is sterk en glanzend. Zwakke glans wordt vaak veroorzaakt door schade aan de schilferige laag.