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真皮（dermis）由中胚层分化而来，由浅至深可分为乳头层和网状层，但两层之间并无明显界限。乳头层为凸向表皮底部的乳头状隆起，与表皮突呈犬牙交错样相接，内含丰富的毛细血管和毛细淋巴管，还有游离神经末梢和囊状神经小体；网状层较厚，位于乳头层下方，有较大的血管、淋巴管、神经穿行。
真皮在组织学上属于不规则的致密结缔组织，由纤维、基质和细胞成分组成，其中以纤维成分为主，纤维之间有少量基质和细胞成分。
含量最丰富，HE染色呈浅红色。真皮乳头层、表皮附属器和血管附近的胶原纤维较纤细，且无一定走向；真皮中下部的胶原纤维聚成走向几乎与皮面平行的粗大纤维束，相互交织成网，在不同水平面上各自延伸；真皮下部的胶原束最粗。胶原纤维由直径为70～140nm的胶原原纤维聚合而成，主要成分为Ⅰ型胶原，少数为Ⅲ型胶原。胶原纤维韧性大，抗拉力强，但缺乏弹性。
并非独立的纤维成分，仅是幼稚、纤细未成熟胶原纤维。HE染色难以显示，银染呈黑色，故又称嗜银纤维。主要分布在乳头层及皮肤附属器、血管和神经周围。网状纤维由直径40～65nm的网状原纤维聚合而成，主要成分为Ⅲ型胶原。
HE染色不易辨认，醛品红染色呈紫色。电镜下弹力纤维较胶原纤维细，直径1～3mm，呈波浪状，相互交织成网，缠绕在胶原纤维束之间。弹力纤维由弹力蛋白和微原纤维构成。正常真皮内弹力纤维的数量较少，占2%～4%。弹力纤维具有较强的弹性。
基质为填充于纤维、纤维束之间和细胞间的无定形物质，主要成分为蛋白多糖。蛋白多糖以曲折盘绕的透明质酸长链为骨架，通过连接蛋白结合许多蛋白质分子形成支链，后者又连有许多硫酸软骨素等多糖侧链，使基质形成许多微孔隙的分子筛立体构型。小于这些孔隙的物质如水、电解质、营养物质和代谢产物可自由通过，进行物质交换；大于孔隙者（如细菌等）则不能通过，被限制于局部，有利于吞噬细胞吞噬。
主要有成纤维细胞、肥大细胞、巨噬细胞、真皮树枝状细胞、朗格汉斯细胞和噬色素细胞等，还有少量淋巴细胞和白细胞，其中成纤维细胞和肥大细胞是真皮结缔组织中主要的常驻细胞。