Толщина эпидермиса варьирует от 0,07 до 2,5 мм; на ладонях и подошвах, главным образом за счет рогового слоя, эпидермис толще, чем на других участках тела. У детей эпидермис тоньше, чем у взрослых, что делает их более уязвивыми перед различными кожными заболеваниями. Основной слой лежит на базальной мембране, отграничивающей эпителий от собственно кожи. В нем различают два типа клеток: основные и пигментные (меланоциты). Основные клетки имеют цилиндрическую форму и овальное либо удлиненное ядро с хроматином, более распыленным, чем в клетках вышележащих слоев, а также ядрышко. Возле ядрышка располагаются клеточный центр и внутриклеточный сетчатый аппарат. Эти клетки соединяются между собой при помощи межклеточных протоплазматических мостиков.
Меланоциты — это клетки, способные синтезировать пигмент кожи (меланин). Они имеют вид светлых клеток с темным ядром. Шиповатый слой состоит из пяти — митохондрии: базальная мембраплазма которых ацидофильна. В ней заключены хондриосомы и внутриклеточный сетчатый аппарат. Ядро большое, хроматин собран в глыбки. Клетки этого слоя соединены между собой протоплазматическими отростками, которые не переходят друг в друга, а лишь тесно соприкасаются своими концами. Между клетками шиповатого слоя находятся межклеточные лакуны, где изредка можно видеть мигрирующие клетки. Особенностью основного слоя эпидермиса является то, что его клетки размножаются митотическим делением. Поэтому этот слой носит название росткового.
Зернистый слой состоит из трех-четырех рядов уплощенных клеток со светлым пузырькообразным ядром. В протоплазме много неправильной формы зерен кератогиалина, наличие которых указывает на то, что в клетках начинаются процессы ороговения. Прозрачный слой при обычных способах окраски хорошо виден только в коже ладоней и подошв. Он состоит из трех-четырех рядов плохо различимых в оптическом микроскопе клеток. Этот слой светлый, светопреломляющий; клетки его пропитаны элеидином и как бы одеты в роговую оболочку. Роговой слой наиболее толстый на подошвах, наименее — на передней поверхности предплечий. Он состоит из многих десятков рядов клеток, лишенных ядер и содержащих воздух, а также некоторое количество жировых веществ.
Глубокая часть рогового слоя компактная, на поверхности чешуйки разъединяются и отпадают. Эпидермис от собственно кожи отделен базальной мембраной толщиной не более 0,5 мкм, которая прочно соединена с собственно кожей. Во многих местах эта мембрана пронизана придатками кожи и нервными окончаниями. Она проницаема для питательных веществ, доставляемых кровеносными капиллярами.
Электронно-микроскопическое исследование клеток эпидермиса ясно подтверждает наличие у каждой живой клетки внешней оболочки и ряда образований в цитоплазме. Ядро окружено двуслойной мембраной, содержит ядрышко. В цитоплазме можно заметить эргастоплазму — клеточную структуру в виде цистерн, заполненных прозрачным веществом и связанных с перинуклеарной цистерной. Митохондрии имеют вытянуто-овальную форму, а внутриклеточный сетчатый аппарат повторяет структуру мембраны цитоплазмы и изолирован от остальных мембранных систем. В эргастоплазме и вокруг цитоплазматических нитей располагаются центросома, капли жира и цитоплазматические гранулы-рибосомы молекулы РНК.
Собственно кожа имеет неровную поверхность из-за наличия сосочков — пальцевидных выпячиваний, между которыми проникают межсосочковые отростки эпидермиса, на пальцах соединяющиеся и образующие гребешки. Благодаря такой структуре поверхность соприкосновения эпидермиса и собственно кожи, а также прочность их соединения весьма значительны. Толщина собственно кожи не зависит от толщины эпидермиса, в среднем она равна 1—2 мм, на веках и крайней плоти — не более 0,6 мм, а на ладонях достигает 3 мм. На животе собственно кожа тоньше, чем на спине.
В собственно коже различают сосочковый слой, состоящий из рыхлой волокнистой соединительной ткани, очень богатой кровеносными сосудами и тонкими эластическими волокнами, а также сетчатый слой, состоящий из плотного сплетения толстых коллагеновых и эластических волокон. Граница между сосочковым и сетчатым слоями условная, она проходит по линии, соединяющей основания сосочков или вершины межсосочковых отростков.
Электронный микроскоп позволил выявить тонкую структуру коллагеновых волокон, состоящих из фибрилл толщиной 100 нм и длиной в тысячи раз больше. На долю коллагеновых волокон, которые очень резистентны и обусловливают прочность собственно кожи, приходится 95% ее вещества.
Ретикулярные, аргирофильные, преколлагеновые волокна имеют вид тонкой сети, которая оплетает кровеносные сосуды и потовые железы.
Эластические волокна имеют вид волнообразных светопреломляющих гладких и анастомозирующих электронно-микроскопичных нитей. Вокруг сосудов и жесткое строение клетки эпидермиса образует густую сеть, в глубоких слоях идут параллельно поверхности кожи, а в сосочках — вертикально.
В собственно коже находятся фибробласты, макрофаги, лейкоциты и тучные клетки.
