从原子出发，大多数纤维的构成顺序是：原子构成了基本链节，基本链节构成了纤维大分子，经过多次演化又构成了各级原纤，最后构成了纤维。纤维大分子演化的各级原纤结构包括基原纤、微原纤、原纤和巨原纤。若干个大分子构成了基原纤，基原纤呈结晶态结构。若干个基原纤构成了微原纤，微原纤基本上呈结晶态结构。若干个微原纤构成了原纤，若干个原纤又构成了巨原纤，巨原纤构成了纤维。
根据显微分析方法对纤维结构的观察，可以知道从高聚物大分子排列堆砌组合到形成纤维，经历了多级微观结构层次，且该微观结构表现为具有不同尺寸的原纤结构特征。一般认为纤维中包含大分子、基原纤、微原纤、原纤、巨原纤、细胞、纤维等结构层次，其各级原纤结构特征如下。
（1）基原纤（protofibril 或elementary fibril）通常由几根或十几根直线链状大分子，按照一定的空间位置排列，相对稳定地形成结晶态的大分子束。其形态可以是伸直平行排列，也可以是螺旋状排列，取决于大分子的组成结构特征。基原纤的结构尺寸为1 ～3nm （10 ～30Å），是原纤结构中最基本的结构单元。
（2）微原纤（microfibril）是由若干根基原纤平行排列结合在一起的大分子束。微原纤内一方面靠相邻基原纤之间的分子间力联结，另一方面靠穿越两个基原纤的大分子将两个基原纤连接起来。在微原纤内，基原纤之间存在一些缝隙和孔洞。微原纤的横向尺寸一般为4 ～8nm （40～80Å），也有大到10nm 的。
（3）原纤（fibril）是由若干根基原纤或微原纤基本平行排列结合在一起形成更粗大些的大分子束。原纤内，两基原纤或微原纤靠“缚结分子” 连接，这样就造成比微原纤中更大的缝隙、孔洞，并还有非结晶区存在。在这些非晶区内，也可能存在一些其他分子的化合物。原纤中基原纤或微原纤之间也是依靠相邻分子之间的分子结合力和穿越“缚结分子” 进行联结的。原纤的横向尺寸为10～30nm （100～300Å）。(www.xing528.com)
（4）巨原纤（macrofibril）是由原纤基本平行堆砌得到的更粗大的大分子束。在原纤之间存在着比原纤内更大的缝隙、孔洞和非晶区。原纤之间的联结主要依靠穿越非晶区的大分子主链和一些其他物质。巨原纤的横向尺寸一般为0.1～1.5μm。
棉纤维、麻纤维、毛纤维等常用纤维是具有细胞结构的纤维。其中棉纤维、麻纤维为单细胞纤维。毛纤维为多细胞纤维，细胞之间是通过细胞间质黏结的。
并非所有纤维都具有上述每一个结构层次，大部分合成纤维仅具有从基原纤、微原纤到原纤的结构层次；凝胶纺丝纤维和液晶纺丝纤维具有原纤结构；天然纤维中也存在原纤结构，并且棉纤维、毛纤维几乎具有所有上述结构层次。
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