Eine Elementaranalyse ergibt, dass wasserfreie Wolle aus ca. 50,5% Kohlenstoff, 6,8% Wasserstoff, 22% Sauerstoff, 16,5%Stickstoff, 3,7% Schwefel und 0,5% Asche besteht. Mit Ausnahme des Schwefels ist die Zusammensetzung typisch für alle Proteine. Als Eiweißfaser besteht die Wolle hauptsächlich aus Keratinen, die zu der Gruppe der Skleroproteinen zählen. Wie bei allen Proteinen ist auch bei den Keratinen die Aminosäure der kleinste chemische Baustein.