角膜完全透明，位于眼球前部，呈横椭圆形。占眼球外壁的1/6的角膜和巩膜一起构成眼球的外壁组织。组织学上将角膜由前向后分为5层，即上皮层、前弹力层、基质层、后弹力层及内皮层。角膜透明而无血管，但具有丰富的感觉神经组织，具有一定的形状、大小、厚度和曲率半径，还具有一定的屈光力，在眼球屈光中占有重要的地位。此外，它还与巩膜组织一起对精细的眼球内容物提供特殊的保护作用，正因为角膜组织具有特异的性能，角膜病也就具有自己的特色。
    上皮细胞层：是角膜抵御外来侵犯的第一道重要防线。厚约50μm，占角膜厚度的1/10, 是一种非角化鳞状上皮，由4～6层细胞组成。角膜上皮细胞层生长迅速，结合牢固，对绝大多数的细菌和毒素有很大的抵抗力，破坏后可以再生，24小时即可修复，且不留瘢痕。由于该层神经丰富，感觉灵敏，轻微损伤，即有明显异物感。由于角膜暴露在外，角膜上皮很容易遭受损伤，给致病微生物以可乘之机，故角膜的感染很常见。如稻谷等角膜异物损伤后处理不当，有导致角膜溃疡以至穿孔的危险。
    前弹力层：又称Bowman膜，位于角膜上皮细胞层的下面，基质层的上面，厚约10～16um ，由胶原纤维构成的无细胞的薄膜，实际并无弹性。作为上皮细胞附着的基础，它受损伤后不能再生，代之以纤维组织。对创伤、机械和感染具有一定的抵抗力。
    基质层：约占角膜厚度的9/10，透明、无血管，为排列整齐的相同屈光指数的角膜小体、胶原纤维和粘合物质组成200～250层平行排列的纤维小板，各纤维板层又成十字交叉排列，这就有利于光线通过和屈折。由于没有血管直接供应而代谢缓慢，病理代谢产物不易除去，炎症过程常迁延难愈。角膜基质层的透明性决定于角膜小体的完整均匀与否，任何外伤或炎症破坏了角膜小体，即使愈合后，也终将遗留程度不等的混浊，即角膜翳，影响其弯曲度和透明度，从而使视力受损。
    后弹力层：又称Descemet膜。位于基质层和内皮细胞层之间，为内皮细胞的分泌产物。是一层有弹性、无结构、极有抵抗力的透明薄膜，比较坚韧，对机械张力和微生物有较强的抵抗力，可以再生。
    内皮细胞层：是由单层六角形扁平细胞镶嵌而成，从生下直至死亡，细胞不能再生，衰老与死亡的细胞留下的位置，靠其他内皮细胞的扩大移行来铺垫。受损后亦由邻近内皮细胞增大、扩展和移行滑动来覆盖。内皮细胞层不断地将基质层中的水分子排入前房，使基质处在脱水状态而保持透明，因此它的功能是否正常，关系到整个角膜能否透明，也是如何保存角膜移植供体材料的重要研究方向。
    在免疫学上，角膜无血管的这一特点，使同种异体的移植片能够减少与淋巴细胞的接触，从而免受或少受排斥，因此又有“免疫赦免组织”的称谓。