É uma proteína secundária, com forma tridimensional de α-hélice (α-queratina) ou de folhas-β-pregueadas (β-queratina), constituídas de cerca de 20 aminoácidos, principalmente de um aminoácido sulfurado denominado cisteína. Essas estruturas ocorrem porque os aminoácidos da queratina interagem entre si através de ligações de hidrogênio e ligações covalentesdissulfeto (-S-S-) denominadas ligações cisteínicas.
A queratina é uma proteína estrutural porque a sua estrutura tridimensional lhe confere características especiais: microfilamentos com resistência, elasticidade e impermeabilidade à água.
Mesmo mortas, as camadas de células queratinizadas detêm os micróbios e impedem a desidratação das células que estão logo abaixo. Isso ocorre porque a queratina é impermeável à água. Além disso, essas células mortas impedem que o atrito prejudique as células vivas, servindo-lhes de barreira. É formada de proteína impermeabilizante.
A queratina é sintetizada em célulasdiferenciadas — queratinócitos — do tecidoepitelial (pele) e invaginações da epiderme para a derme (como os cabelos e unhas) de animaisterrestres. Nas aves, que apresentam origem evolucionária diferente, as células das penas sintetizam filamentos de queratina de estruturas moleculares diferentes denominadas β-queratina. É bidimensional de hélice A com folhas b-pregueadas (queratina B) ou a-pregueadas (queratina A) e é constituída de cerca de 15 aminoácidos, principalmente do aminoácido sulfurado denominado cisteína.
