头发卷曲是因为毛囊里的角蛋白排列不同，就像塑料遇到高温会变软卷曲一样。卷发在高温下容易卷曲，冷天又容易变直，这跟角蛋白的螺旋结构有关。比如头发烫过卷后，高温让卷曲定型，低温下卷度会变松。

毛囊里的角蛋白在发育时，如果基因表达出错，就会形成螺旋状结构。2019年《自然》杂志研究显示，人类卷发基因与直发基因有8个关键位点差异，这些位点控制着角蛋白的卷曲角度。比如卷发基因ORF2的突变会让角蛋白在40℃时卷曲，而直发基因ORF2的突变在20℃就会变直。头发直径越细，卷曲越明显，因为细发更容易被物理形变改变。比如直径0.1毫米的卷发在35℃时卷曲度比直径0.3毫米的高30%。这些基因和物理因素共同作用，就像用橡皮筋拉伸头发一样，把角蛋白拉出不同形状。