头发的表皮层位于发干最外层，由透明鳞片状角化细胞构成。显微镜观察显示，这些细胞以27-28层瓦片状规律堆叠，紧密覆盖在皮质层表面。鳞片的完整性和排列密度直接影响头发光泽度，排列越规则对光线的反射效果越显著。
受损发质表现为鳞片层数减少至3-15层，边缘呈锯齿状脱落，导致头发粗硬度和抗损伤能力下降。
健康状态下，表皮层约占头发横截面积的10%，形成连续的外层保护膜。
表皮层通过三种方式实现保护功能：
机械屏障：多层鳞片结构减少发丝间摩擦，防止内部蛋白质流失
化学防护：鳞片闭合状态可阻挡碱性物质渗透，降低染烫损伤风险[2]
光学特性：完整鳞片通过光线折射使头发呈现自然光泽，损伤后会出现漫反射导致暗淡
当表皮层受损时，外部刺激可直接作用于皮质层，造成角蛋白变性断裂，表现为头发弹性下降40%、拉伸强度降低20%[3] 。
皮肤表皮层自内向外分为四层：
基底层：柱状角质形成细胞承担再生功能，每日约产生10%新细胞[1]
棘层：多边形棘细胞通过突起连接形成机械屏障[1]
颗粒层：含透明角质颗粒，折射紫外线等辐射
角质层：由3-15层死亡角化细胞构成防水防菌屏障
手掌与脚掌表皮层最厚处达0.7毫米，眼睑部位最薄仅0.1毫米。角质层含水量需维持在5%-7%以保证屏障功能正常运作。
化学损伤：烫发剂中的硫代乙醇酸铵会使鳞片蛋白水解，导致鳞片排列紊乱及末端分叉[2] 。受损后头发梳理性下降32%，断裂概率增加4倍[3] 。
物理损伤：倒梳发或高温吹风（＞150℃）导致鳞片边缘卷曲脱落。建议使用15-18℃凉水冲洗闭合鳞片结构[2] 。
环境损伤：紫外线照射分解角蛋白二硫键，使鳞片层孔隙率增加。防护措施包括避免暴晒和使用含硅护发素填充鳞片间隙。