棉花纤维的内在品质指标主要有纤维长度、纤维细度、纤维强度和纤维成熟度 。
纤维长度是指伸直纤维两端的距离 。纤维长度有不同的测定方法 。用手扯尺量法测出的长度叫手扯长度；用分梳法测出的长度叫分梳长度；用棉纤维光电长度仪测出的长度叫光电长度；用大容量纤维分析仪测出的长度叫跨距长度 ，常用的是２.５％跨距长度 ，简称２.５％纤维跨长 。一般情况下 ，分梳长度＞手扯长度、光电长度＞２.５％纤维跨长 。棉纤维长度与成纱强度关系密切 ，用较长的纤维纺纱 ，会增加纤维之间的抱合长度 ，使纱线在受外力作用时 ，纤维不易滑脱 ，成纱强度较高 。
棉纤维细度是指纤维的粗细程度 ，其直接含义是纤维细胞的直径 。由于棉纤维的直径难以直接测定 ，且衡量棉纱粗细的主要是重量细度 ，即单位重量的长度 ，因而常选用重量细度来描述纤维的粗细 。现在常用气流仪测定纤维的细度 ，即利用气流原理 ，对纤维比表面积进行快速测定 ，并由此估计纤维的细度 ，用马克隆值表示 。纤维细度与成纱强度关系密切 ，由于棉纱由多根纤维抱合而成 ，纱线强度的高低 ，除决定于纤维自身强度外 ，还与单位纱线细度内的纤维根数、纤维之间相对滑移的程度和条干均匀度有关 。纺高支纱 ，只能使用纤维较长、细度较好的原棉 。
棉纤维强度是指棉纤维抵抗拉伸断裂的强弱程度 。在其他指标基本相同时 ，纤维强度与纱、布质量成正相关关系 。在现代纺纱设备转速较高的情况下 ，纤维强度高 ，对降低纺纱中的断头率和提高生产效率 ，具有很重要的作用 。
棉纤维成熟度是一项反映纤维胞壁加厚程度的重要指标 。在纤维细胞直径相似的情况下 ，胞壁愈厚 ，成熟度愈高 。棉花纤维的细度、马克隆值、强度以及染色特征等 ，都与成熟度有密切关系 。
优质原棉纤维要求各主要物理性能指标必须协调 ，即纤维的长度、强力、细度和整齐度要相互搭配合理 ，个别指标好不能代表整体品质好 。
