麻纤维成束聚集生长在植物的韧皮部或叶中。单纤维是管状的植物细胞，与棉纤维不同的是麻纤维的细胞两端封闭。纤维与纤维之间由果胶粘结，经脱胶后纤维分离，麻纤维具有初生层、次生层和第三层，其内纤维素分层淀积，纤维素大分子也将集成原纤结构。

苎麻纤维在植物茎中呈单纤维状，不形成工艺纤维，纤维的纵向条纹呈急骤的错位。初生层和次生层中的纤维素原纤呈S向螺旋线分布。其中初生层内的倾角可达12°，而次生层中的倾角由外层的10°~9°减小到内层为0°。

亚麻纤维的截面呈不规则的多角形，中间有狭窄的空腔。纤维表面有纵向条纹，在纤维的某些部位，这些条纹会发生横向错位。空腔的宽度保持不变。亚麻纤维的初生胞壁由原纤构成，原纤与纤维纵轴形成8°~12°S向螺旋线。次生层的原纤层呈Z向螺旋线配置。其中外层原纤的倾斜角与初生胞壁相同，向内逐渐减小，有时会达到0°，甚至向相反方向变化。原纤间的果胶分布不均匀，越接近中腔含量越多。

大麻中的单纤维未端比较宽粗，或形成分叉，纤维的中腔被压扁，比亚麻的中腔宽得多。纵向条纹的横向错位也比亚麻更为急骤，而且错位处发生弯曲。初生层和次生层中原纤束呈Z向螺旋分布，只是倾斜角度从外层的20°~35°逐渐减小为内层的2°~3°。初生胞壁以及次生胞壁的外层果胶含量较多。

各种麻纤维的化学组成与棉纤维相近。亚麻、黄麻和蕉麻的a-纤维素含量分别为80.5%、71.5%和70.4%。木质素的含量较高，大于5%，同时含有脂肪、蜡质、灰分等。麻纤维的纤维素聚合度较高，其中亚麻高达3万以上。