Sợi tự nhiên là những loại sợi có nguồn gốc từ thực vật, động vật hoặc khoáng chất. Bông và vải lanh là những ví dụ về sợi thực vật, trong khi lụa và len có nguồn gốc từ động vật. Amiăng là một loại sợi khoáng tự nhiên.
Bằng chứng khảo cổ chỉ ra rằng con người sử dụng sợi tự nhiên trước khi có lịch sử thành văn. Cây gai dầu là loại sợi thực vật đầu tiên được sử dụng ở Tây Nam Á vào năm 4500 trước Công nguyên. Người Ai Cập đã học kéo sợi và dệt vải bằng vải lanh vào năm 3400 TCN, và Ấn Độ đã sử dụng bông vào năm 3000 TCN. Con tằm cung cấp các loại sợi tự nhiên mà người Trung Quốc sử dụng để quay tơ, và bằng chứng cho thấy họ đã phát triển quá trình này vào năm 2640 trước Công nguyên.
Thực vật cung cấp nhiều nguồn chất xơ, bao gồm lá, thân, lông hạt và sợi trấu. Lá cung cấp sợi cho sisal, trong khi thân cây là cơ sở cho vải gai dầu và vải lanh. Vỏ dừa cung cấp các sợi ngắn thường được sử dụng làm đệm trong bọc ghế, đặc biệt là trong ô tô. Tuy nhiên, những sợi lông hạt rất mịn của cây bông vải cung cấp loại sợi tự nhiên được sử dụng rộng rãi nhất: bông.Sợi động vật có nguồn gốc từ protein. Hầu hết, ngoại trừ lụa, đều được lấy từ lông hoặc lông của động vật. Len được lấy từ lông của cừu, alpacas và thỏ. Ở Mông Cổ, lạc đà cung cấp lông được sử dụng để làm vải lông lạc đà rất mềm.
