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人类的进化是向着适应环境而利于生存的方向演变的。这个过程中体毛不断退化，但头发被完整地保留下来。头发的生理功能决定着头发存在的必要性。正因为头发具有不可替代性，才会在长久的进化中依然存在。以下将从几方面论述头发的生理功能。
头发可以保护头皮和脑部，减少和避免外来的机械性（如打、砸）和化学性（如酸、碱等）损伤，缓冲对头部的伤害；阻止或减轻紫外线对头皮和头皮内组织器官的损伤；临床上，由于头发的存在，头皮不易直接接触外物，因而头皮的接触性皮炎比其他部位少见也可归功于头发的机械保护作用。
日光中的紫外线照射可促进黑色素的生成和输送，并产生晒斑。晒斑可以遮挡和反射光线。因此，覆于头皮部含有黑色素的头发，具有一种屏障功能，可以保护深部组织免受辐射损伤，对减少日光中紫外线的过度照射有积极的作用。同时，头发可以帮助抵御寒冷，具有保暖和御寒作用。
淋雨或沐浴后，头发可把水分从皮肤上引流下来，加快皮肤的干燥。由于表面积的增加，水分可加速蒸发。
毛发中的毛髓质充满空气间隙，在一定程度上可阻止外界过热的侵袭。由于头发具有引流和增加表面积的作用，可加速汗液蒸发，从而调节体温。由于毛囊连着竖毛肌和皮脂腺，因此，当竖毛肌兴奋时，皮脂腺分泌皮脂到毛囊口，可调节体温，寒冷时，皮肤会马上起鸡皮疙瘩，使毛囊紧缩，防止体温散发。
头皮是人体毛发最集中的部位。由于含有丰富的神经丛的毛乳头从头发的基部突入毛球内，毛囊对触觉极敏感，当外界环境对人体有所影响时，不管风吹雨淋，还是日晒火烤，头发都有所感觉，并发出信息传送到大脑，有助于提高头部的警觉性。
头发也是一种排泄器官，能用自有方式把有害物质排出体外。人体内的有害物质，如重金属元素汞、非金属元素砷等可以通过头发排出体外。
毛发和人体性征关系密切，毛发是作为第二性征的表型而存在的。同时，毛发里含有极其复杂的基因密码、生命信息，以及人体元素，可以通过检验毛发确定血型，鉴定DNA，对疾病的判断和法医鉴别身份亦有很大帮助。如头发微量元素在急性肾功能衰竭（ARF）和慢性肾功能衰竭（CRF）鉴别诊断方面有很大的临床价值，头发的微量元素也有助于良、恶性胃溃疡及胃癌的鉴别诊断。
拥有一头浓密乌黑的头发，能为人们塑造出一种健康和活力的良好形象，产生美的享受，在社交工作中可以表现得神采奕奕。相反，头发邋遢、干枯等会影响正常的社会交往，给人一种不愉快的感觉。