毛髪の80～90%はケラチンというタンパク質で、残りがメラニン色素、脂質、微量元素と水分で構成されています。毛髪が化学的・物理的にも安定であると言われるのは、このケラチンが水などの中性溶媒に強く、タンパク質分解酵素の影響も受けにくいためです。
毛髪は頭皮の外側に出ている部分を毛幹部、内側に埋まっている部分が毛根部と呼び、毛根部先端に球状の毛球と呼ばれる毛髪が成長する部分があります。毛球に囲まれた中にある毛乳頭は、毛細血管から得られたミネラル（栄養素）を毛母細胞に伝え、毛母細胞の分裂を働きかけます。分裂した毛母細胞は、徐々に上に向かう過程で角化し、毛髪を形成しながら成長していきます。また、これ以外にもミネラル（栄養素）は、汗腺や皮脂腺から毛髪に取込まれる可能性も考えられます。 この際、ミネラルだけではなく水銀や砒素などの有害金属やこれらの化合物、薬物なども一緒に取込まれ毛髪から排泄されています。従って、毛髪は排泄器官の一つであると考えられています。
爪も毛髪と同様に80％以上がケラチンで脂質や微量元素と水分で構成されています。爪は爪根部にある爪母細胞が分裂し、増えることで新しい爪が作られます。 毛髪や爪は伸びる際にミネラルを取り込むので、血液や尿のようにバイオマーカー（生物学的な指標）として環境中の有害物質の検出などに利用されています。