1.棉纤维纵向形态结构：棉纤维具有天然转曲,它的纵面呈不规则的而且沿纤维长度不断改变转向的螺旋形扭曲。成熟正常的棉纤维转曲最多。未成熟棉纤维呈薄壁管状物,转曲少。过成熟棉纤维呈捧状,转曲也少。

2.棉纤维横向（截面）形态结构：成熟正常的棉纤维,截面是不规则的腰圆形,中有中腔。未成熟的棉纤维,截面形态极扁,中腔很大,过成熟棉纤维。截面呈圆形,中腔很小。棉纤维的截面由外至内主要由初生层,次生层和中腔三个部份组成。初生层是棉纤维在伸长形成的初生细胞壁,它的外皮是一层极薄的蜡质与果胶。初生层很薄,纤维素含量也不多。纤维素在初生层中呈螺旋形网络状结构。