Glavna komponenta vune je keratin, koji se sastoji od raznih ostataka α-aminokiselina, koji se mogu kombinirati u dugolančane molekule spiralnog oblika, koje sadrže karboksilne skupine, aminske skupine i hidroksilne skupine, tvoreći slane veze između molekula. i vodikove veze itd. Dugi lanci su povezani poprečnim vezama koje tvore disulfidne veze cistina. Navedena kemijska struktura određuje karakteristike vune. Na primjer, kada se dugi lanac makromolekula vunenog vlakna rasteže vanjskom silom, on prelazi iz spiralnog oblika α-tipa u tip produženja β-tipa, a zatim se vraća u α-tip nakon uklanjanja vanjske sile, tada se pojavljuje u deformaciji rastezanja i otpornosti vune. Jača higroskopna sposobnost vune povezana je s nekim skupinama na dugom lancu. Vuna je otpornija na kiseline nego na lužine jer su lužine sklone disulfidnim skupinama u cistinu vune, što oštećuje vunu. Oksidirajuća sredstva također mogu oštetiti vunu uništavajući disulfidne skupine.
Fizička svojstva vune uglavnom uključuju finoću, duljinu, savijanje, čvrstoću i istezanje, elastičnost, filcanje, higroskopnost, boju i sjaj. Finoća je važna procesna karakteristika za određivanje kvalitete i uporabne vrijednosti vunenog vlakna, koja se izražava promjerom vlakna u mikronima ili brojem kvalitete; što je manja finoća, to je veći broj i finija je ispredena vunena pređa.
Duljina uključuje prirodnu duljinu i ravnu duljinu, prva se odnosi na ravnolinijski razmak između krajeva čuperka, a potonja je duljina izmjerena izravnavanjem vlakana. Istezanje tanke dlake je iznad 20%, a polufine dlake oko 10 do 20%. Pod istom finoćom, što je vuna duža, veća je učinkovitost predenja i bolja je kvaliteta gotovog proizvoda. Savijanje se naširoko koristi kao osnova za ocjenu kvalitete vune. Vuna urednog i postojanog oblika prede se u pređu i proizvode koji su mekani na dodir, dobre elastičnosti i topline. Fine dlake imaju mnogo zavoja i veliku gustoću, a grube dlake su valovite ili ravne bez zavoja. Čvrstoća i istezanje izravno utječu na čvrstoću gotovog proizvoda. Čvrstoća se odnosi na naprezanje vune pri pucanju; produljenje se odnosi na povećanje duljine zbog prekidne sile. Čvrstoća loma raznih vrsta vune jako varira.
Finoća iste vrste dlake proporcionalna je njezinoj snazi, a što je dlaka deblja, to je i snaga veća. Što je medula s medularnim dlačicama razvijenija, to je njezina otpornost na lomljenje lošija. Rastezljivost vune je općenito do 20 do 50%. Elastičnost omogućuje proizvodu da zadrži svoj izvorni oblik i neizostavna je karakteristika vune za tepihe i pokrivače. Svojstva filcanja i higroskopnost vune općenito su bolja. Sjaj je često povezan sa stanjem pokrivenosti kamenca na površini vlakna. Fina kosa ima slabu sposobnost refleksije svjetlosti, a sjaj je mekši; sjaj grube kose je jak i sjajan. Slab sjaj često je uzrokovan oštećenjem ljuskastog sloja.