纤维的结构包括形态结构、聚集态结构和大分子结构三个方面。
形态结构包括截面形态和纵向表面形态，截面形态反映了纤维的横截面形态和纤维内部空隙的数目、大小及分布，纵向表面反映了纤维表面的光滑和粗糙情况。
聚集态结构决定纤维力学性能的主要因素，包括晶态结构、非晶态结构和取向度。
晶态结构指大分子相互之间整齐、稳定地排列而结合在一起，每一链节，甚至每一基团或原子，都处在三维空间一定的相对位置上或区域内，成为整齐而有规律的点阵排列结构，并有较大的结合能，大分子排列比较整齐，缝隙孔洞较少，表现出强度较高而变形较小。
非晶态结构指大分子不呈晶态结构那样规则整齐派排列的各种凝聚态，大分子排列比较紊乱，堆砌比较疏松，其中有较多的缝隙孔洞，表现出强度较低而变形较大。实际上纺织纤维是晶态结构和非晶态结构的混合物。取向度指大分子排列方向和纤维轴向符合的程度，纤维的取向度较高时，纤维的拉伸强度一般较高，伸长能力较小。
