皮肤位于人体最外层，具有屏障、吸收、分泌、排泄、代谢、免疫、体温调节及感觉功能，其中皮肤屏障功能是基础。广义的皮肤屏障功能除了皮肤物理性屏障作用，还包括色素屏障作用、神经屏障作用、免疫屏障作用以及其他与皮肤功能相关的诸多方面，狭义的皮肤屏障功能通常指皮肤的物理性屏障，又称渗透屏障。

皮肤物理屏障功能具有双向性，一方面具有对外界机械性、物理性、化学性、微生物损伤的防护作用，保护着体内各个重要脏器。另一方面可防止体内营养物质、水分等的丢失，维持皮肤的含水量。如果皮肤屏障功能不健全，轻者影响美容、美观，重者可引起皮肤敏感、炎症反应，导致湿疹、特应性皮炎、多形性日光疹等疾病发生。与皮肤物理屏障相关的皮肤结构有：

润泽脂质与汗腺分泌的汗液乳化形成覆盖于皮肤表面的一层透明的弱酸性薄膜称为“皮脂膜”。润泽脂质由皮脂腺分泌和角质细胞崩解的脂质共同组成，主要由角鲨烯（12%）、蜡脂（26%）、甘油三酯（57.5%）、胆固醇酯（3.0%）和胆固醇（1.5%）构成，润泽脂质标志性成分是角鲨烯，不仅具有“锁水”的作用，还有抗紫外线损伤的作用，皮脂膜中脂质及水分含量的相对稳定可维持皮脂膜的完整性，是皮肤屏障的第一道防线。

角质层位于皮肤的最外层，与外界环境直接接触，可看作是一种位于皮肤最外层的特殊生物传感器，通过多种酶参与的复杂生物过程，对外界不良环境和表面创伤等在短时间内进行修复，恢复皮肤正常生理功能。角质层由12~16层的扁平无细胞核的角质细胞互相重叠、相互制约排列而成，各层角质细胞间夹以脂质基质，形成稳定的“砖墙结构”，即：角质细胞构成砖块，脂质基质构成灰泥，皮肤的物理屏障功能即由这种特殊的结构-“砖墙结构”所介导。角质层中细胞间脂质主要包括神经酰胺（50%）、脂肪酸（10%~20%）、胆固醇（25%）等。神经酰胺、游离脂肪酸与胆固醇在角质层脂质分布的最佳摩尔比率为3∶1∶1。细胞间脂质成分减少可降低皮肤的储水保湿功能，也直接影响着角质形成细胞的生长与分化调节。同时，在皮肤屏障受损后的修复过程中，三种成分（神经酰胺、胆固醇、游离脂肪酸）都需要补充，成分不健全或比例变化时会延迟屏障的修复。此外，角质层中的中间丝相关蛋白不断降解形成的天然保湿因子（natural moisturizing factor，NMF）与糖类、乳酸盐等共同构成天然保湿因子，对维持角质层最佳的水合状态发挥了关键作用。

颗粒层细胞间连接主要为紧密连接，紧密蛋白颗粒重复形成的一排排的索将两相邻细胞连接起来，封闭了细胞间的空隙，形成大小和离子特异性的半透膜屏障，构成皮肤第二道屏障，使水分既不从体外渗入，也阻止了角质层下水分向角质层渗透。棘细胞层有分裂功能，可参与表皮的损伤修复，还具有一定吸收紫外线（UVA）的作用。同时，棘层及颗粒层细胞内含卵圆形双层膜包被的板层状颗粒，称为Odland小体，也称板层颗粒等，包含由磷脂、神经酰胺、游离脂肪酸和胆固醇构成的脂质混合物，随着表皮的分化，脂质的分布和含量也发生改变，磷脂减少，神经酰胺、游离脂肪酸和胆固醇增多，至颗粒层顶部，颗粒层细胞向角质细胞转化时，Odland小体通过胞吐作用将其脂质内容物释放到角质层的细胞间隙，即形成结构脂质。Odland小体还包含多种水解酶，如酸性磷酸酶、糖苷酶、蛋白酶和脂酶，这些酶针对细胞外环境中脂质和桥粒蛋白的活性可能对屏障形成和表皮自然脱落很重要。

又称为“生发层”。其中的角质形成细胞增殖、分化对维持皮肤正常结构具有重要意义，角质形成细胞从基底层向棘细胞层、颗粒层、角质层的移行过程中，历经一系列生长分化，最后成为无生命的角质细胞。若其增殖、分化受到影响，例如：银屑病其表皮更替时间缩短，角质形成细胞还未完全成熟，破坏了正常皮肤砖墙结构，临床上出现鳞屑、表皮变薄等症状。

角质形成细胞膜是一种脂质双层结构，具有封包膜的作用，可防止保湿因子丢失，并通过调节皮肤的水平衡而达到防止经皮水分流失（transepidermal water loss，TEWL），维持稳定皮肤的水和状态。

角蛋白是表皮细胞的主要结构蛋白，属于中间丝家族。角蛋白的不同表达不仅代表了表皮细胞的不同分化阶段，也能反映不同的组织类型，其正确表达和细胞骨架的完整构建是表皮物理性屏障结构的基础。

中间丝相关蛋白是存在于人表皮角质形成细胞内的一种易溶于水的蛋白，其前体是原丝聚合蛋白原，当细胞从颗粒层到角质层后，丝聚合蛋白原迅速去磷酸化成为可溶性的中间丝相关蛋白。中间丝相关蛋白与兜甲蛋白、内皮蛋白构成角质形成细胞角化套膜，对维持角质形成细胞的稳定性起到重要作用。

水通道蛋白（AQP）是基底层角质形成细胞中一个完整的跨膜蛋白通道，由于AQP3的存在，细胞才可以快速调节自身体积和内部渗透压，也能经皮转运尿素和甘油等物质，是维持皮肤水合作用的一个关键因素。我们的研究还表明：紫外线可导致AQP3表达下调，从而破坏皮肤屏障功能。

表皮基底层的黑素细胞可吸收紫外线，防止紫外线对皮肤造成损伤。但当角质层物理屏障受损，黑素细胞受到较强紫外线照射后变得活跃，黑色素产生较多时，可导致黄褐斑等色素性疾病的发生。

正常皮肤偏酸性，pH为5.5~7.0，最低可到4.0，对碱性物质可起缓冲作用，被称为碱中和作用。而头部、前额及腹股沟处偏碱性，对pH值在4.2~6.0范围内的酸性也有相当的缓冲能力，被称为酸中和作用。维持正常的酸性环境，可加速受损皮肤屏障修复。有研究报道，用pH在3.5~4.5的温泉水可修复特应性皮炎患者受损的皮肤屏障功能。

在人体皮肤上寄生着许多微生物，它们主要寄生在角质层的表浅处、毛囊皮脂腺口的漏斗部、汗管口及表皮脂质膜内，在一定的条件下，可以成为致病菌，对人体造成危害。但是，完整的皮肤屏障功能具有防御能力，致密的角质层和角质形成细胞间通过桥粒结构相互镶嵌排列，能机械地防止直径200nm的细菌及直径100nm的病毒等微生物的入侵；其次，皮肤表面偏酸性不利于寄生菌生长；此外，皮表某些游离脂肪酸对寄生菌的生长有抑制作用。皮肤干燥和脱屑对寄生菌的生长也有影响。

另一方面，角质层还是皮肤固有免疫系统的重要组成部分之一，角质形成细胞上的Toll样受体（toll-like receptor）特异性结合环境中的病原体，激活信号转导通路诱导多种抗菌肽及化学趋化剂的产生，其中主要包括β防御素（β-defensin）和抗菌肽cathelicidin，从而起到抵抗多种革兰阳性和阴性细菌、真菌和病毒的作用。