Tóc xoăn là do các nang tóc không đối xứng. Nó cũng là do sự phân bố không đồng đều của keratin dọc theo nang tóc. Trong trường hợp tóc xoăn, chất sừng tập trung gần mép trong của tóc và tóc sẽ cuộn tròn xung quanh.
Các cá thể có lông thẳng có các nang trứng đối xứng, vì vậy các sợi lông mà chúng tạo ra có dạng tròn và thẳng. Các nang tóc xoăn là phẳng, trong khi các nang thẳng thực sự có hình tròn.
Tóc của ai đó xoăn hay thẳng một phần do gen quyết định. Tuy nhiên, chỉ vì ai đó sinh ra đã có một kiểu tóc không có nghĩa là tóc sẽ vẫn như vậy. Tóc có thể xoăn hoặc thẳng theo thời gian do nội tiết tố hoặc trong một số trường hợp hiếm gặp là do thuốc. Nội tiết tố thay đổi trong thời kỳ dậy thì, mang thai và mãn kinh; những thay đổi này thực sự có thể làm thay đổi hình dạng của nang tóc.
Tóc bạc cũng thay đổi kết cấu. Khi tóc chuyển sang màu xám, hydrogen peroxide sẽ tích tụ trong nang tóc. Điều này có thể làm cho tóc dày và xoăn hơn.
Quá trình xử lý tóc thực sự có thể ngăn tóc thẳng hoặc tóc xoăn, ngay cả khi tóc gợn sóng hay thẳng tự nhiên, vì nó ngăn tóc phản ứng với bất kỳ loại phương pháp điều trị tạo kiểu nào.
Thật không may, điều trị hóa trị cũng có thể làm thay đổi nang tóc và khiến tóc xoăn. Điều này là do các loại thuốc được sử dụng trong điều trị ức chế các thụ thể điều chỉnh sự phát triển của lông ở rìa nang lông.