В кератинах большая часть пептидной цепи свёрнута в правую а-спираль. Две пептидные цепи образуют единую левую суперспираль, как это имеет место и в миозине (см. Пептиды и белки: общие сведения). Суперспирализованные димеры кератина объединяются в тетрамеры, которые агрегируют с образованием протофибрилл диаметром 3 нм. Наконец, восемь протофибрилл образуют микрофибриллы диаметром 10 нм.
Волосы построены из таких же фибрилл. Так, в отдельном волокне шерсти диаметром 20 мкм переплетены миллионы фибрилл. Отдельные цепи кератина скреплены поперечно многочисленными дисульфидными связями, что придаёт им дополнительную прочность. При химической завивке происходят следующие процессы: вначале путём восстановления тиолами разрушаются дисульфидные мостики, а затем для придания волосам необходимой формы их высушивают при нагревании. При этом за счёт окисления кислородом воздуха образуются новые дисульфидные мостики, которые сохраняют форму причёски.