Couche interne centrale, le cortex est la partie la plus importante et complexe du cheveu.

Étant donné qu'il abrite des chaînes de protéines, des liaisons hydrogènes et salines et des liaisons par ponts disulfures, il occupe une place centrale dans les services chimiques tels que les colorations, permanentes, lissages ou encore soins à la kératine. En raison de sa structure interne, le cortex apporte force et souplesse. Il contient aussi les pigments (mélanine) qui déterminent la couleur naturelle du cheveu.

Les cellules corticales contiennent des macrofibrilles.

Les macrofibrilles sont constituées de microfibrilles.

Les microfibrilles (filaments intermédiaires) sont constituées de protofibrilles, elles-mêmes constituées de protofilaments.

Chaque protofilament est constitué d'hélices alpha.

Tout en profondeur, le cheveu est constitué de liaisons disulfures, hydrogènes et salines formant une hélice alpha.