分为乳头层及网状层（见图）。乳头层胶原纤维较为纤细，它与表皮呈犬牙交错，波纹状彼此相连。乳头层内含有丰富的血管（浅层血管丛），为表皮生长、代谢所必需。网状层胶原纤维粗厚、数量多，为皮肤提供保护作用。网状层在人体各部位厚薄不匀，眼睑处很薄，后背则较厚。真皮内的胶原纤维主要由Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ型胶原所组成，胶原纤维周绕以纤细的弹力纤维。胶原间为基质，主要成分是蛋白多糖。网状层大体以皮肤深层血管丛与皮下组织为界。
真皮内主要有三种类型的细胞：①纤维母细胞。它们产生胶原纤维，构成真皮的主体。②组织细胞。吞噬代谢产生的废物或异物，起清道夫作用。③肥大细胞。该细胞位于血管周围，释放的介质如组胺能使血管扩张。此外，真皮内还有血管、淋巴管及神经等。
真皮内各种成分使皮肤具有不同的特点。胶原纤维较粗，直径2～15微米，是皮肤组织的重要组成部分，约占真皮结缔组织的95%。弹力纤维直径亦较粗，约1～3微米，使皮肤具有一定的弹性。弹性纤维经地衣红染色可显示其形态。真皮乳头层内的弹力纤维较细，呈垂直状走向基底膜，网状层内的弹性纤维呈波形围绕在胶原束周围，以及汗腺、皮脂腺、毛囊和神经末梢周围。网状纤维直径较细，为0.2～1微米，具有嗜银性，可被硝酸银溶液染成黑色，常见于毛囊、皮脂腺、小汗腺、神经、血管和皮下脂肪细胞周围。真皮内纤维的排列形式使皮肤具有走行一定的张力线纹，手术时可沿皮纹切口，以减小皮肤的损伤度。