Lemnul este un material solid, cu textură fibroasă, format predominant din substanțe de natură organică (celuloză, lignină etc.), având ca principale elemente chimice carbonul, oxigenul și hidrogenul.

Așa cum învățăm încă de mici, orice copac este alcătuit din rădăcină, trunchi (tulpină), crengi și frunze. Trunchiul reprezintă până la 85% din volumul total și este folosit cu precădere la obținerea materialelor din lemn pentru construcții.

Așa ajungem la esențele de lemn. Există două mari categorii, în funcție de perioadele de vegetaţie ale arborilor:

• esenţele de foioase (esențe tari) provin de la arborii cu frunze căzătoare, cu diferențe foarte mari de vegetație între vară și iarnă – din această categorie fac parte inclusiv stejarul, fagul, frasinul, paltinul, nucul, teiul, cireșul, mărul, părul, prunul, mahonul, tecul;
• esențele de rășinoase (esențe moi) provin de la arbori cu vegetație permanentă (frunze aciculare) – din această categorie fac parte inclusiv bradul, molidul, pinul.
• Cum arată lemnul pus la microscop

Lemnul este compus în mare parte din celule goale, alungite, în formă de fus, care sunt dispuse paralel unele față de altele de-a lungul trunchiului copacului. Caracteristicile acestor celule fibroase și aranjarea lor influențează durabilitatea, aspectul, rezistența la pătrunderea apei și a substanțelor chimice, rezistența la degradare și multe alte proprietăți. 

Am putea spune că structura microscopică a lemnului seamănă cu un mănunchi de paie lipite între ele. Fiecare pai reprezintă o celulă cu un perete de celuloză și un centru gol (lumen), precum și o mulțime de perforații fine prin perete. Pereții celulelor sunt impregnați cu lignină, un polimer natural care lipește celulele împreună și conferă lemnului rezistența. Majoritatea celulelor din lemn sunt orientate longitudinal (paralel cu trunchiul copacului), cu unele celule aliniate radial.

Structura de bază a lemnului este traheida sau celula de fibre. Celulele variază de la 16 la 42 µm în diametru și de la 870 la 4000 µm lungime. Astfel, un centimetru cub de lemn ar putea conține mai mult de 1,5 milioane de celule de lemn. Când sunt „împachetate” împreună, acestea formează un compozit puternic. 

Fiecare celulă individuală are patru straturi de perete celular (primar, S1, S2 și S3). Fiecare strat este compus dintr-o combinație de trei polimeri chimici: celuloză, hemiceluloză și lignină. Celuloza și hemicelulozele sunt polizaharide liniare (adică multi-zaharuri hidrofile), iar lignina este un fenolic amorf (adică un adeziv hidrofob tridimensional).

Celuloza formează lanțuri lungi neramificate, iar hemicelulozele formează lanțuri scurte ramificate. Celuloza este o polizaharidă de molecule repetate de glucoză care poate atinge 4 µm lungime. Aceste molecule de celuloză sunt aranjate ordonat în structuri cu o lățime de aproximativ 10-25 nm numite microfibrile. Aceste microfibrile se înfășoară împreună ca firele într-un cablu pentru a forma macrofibrile care măsoară aproximativ 0,5 µm în lățime și pot ajunge la 4 µm în lungime. Acest cadru de macrofibrile de celuloză este reticulat cu hemiceluloză, pectină și lignină. Lignina încrustează și întărește acești polimeri.

Aceste fire sunt foarte puternice, ca un cablu de oțel. Lignina dă rigiditate peretelui celular și este substanța care cimentează celulele împreună. Deoarece carbohidrații și componentele fenolice ale lemnului sunt asamblate într-o manieră tubulară sau celulară stratificată, cu o cavitate celulară mare, greutatea specifică a lemnului poate varia enorm. 

Lemnul excelează ca material de construcție viabil deoarece structura tubulară stratificată oferă un volum mare de goluri și are un raport avantajos rezistență-greutate.

• Structura macroscopică a lemnului

Din punct de vedere macrostructural, alcătuirea lemnului poate fi pusă în evidență prin trei secțiuni principale: secțiunea transversală, longitudinală radial și longitudinală tangențială.