Древесина имеет резко выраженное анизотропное строение, вследствие чего физические и механические ее свойства неодинаковы в различных направлениях. Древесина – соединение растительных клеток или клеточной ткани. Клетки древесины имеют различные размеры как в поперечном сечении, так и в длину, зависящие от их назначения в дереве и от породы леса. В поперечном сечении величина клеток, имеющих вид замкнутых трубок, измеряется сотыми долями миллиметра, не достигая в большинстве случаев 0,1 мм. В длину клетки, соединяясь через отверстия в боковых стенках, имеют размеры от нескольких миллиметров до 3-5 м. Основная масса клеток располагается длинной стороной вдоль ствола дерева.
Основными составными частями древесины являются целлюлоза и лигнин. Значение этих веществ в строении древесины неодинаково. Основным структурным скелетом древесины является обладающая высокой прочностью целлюлоза. Лигнин и остальные составные части являются инкрустирующими веществами и мало влияют на ее прочность. Поэтому наибольшей прочностью обладает древесина, имеющая мелкие или толстостенные клетки, так как процентное содержание целлюлозы при этом повышается.
Межклеточное вещество, состоящее в основном из лигнина, имеет весьма небольшую механическую прочность, чем, например, объясняется легкая раскалываемость древесины вдоль волокон.
Строение древесины упрощенно можно представить как пучок трубок, связанных межклеточным веществом.