氣管壁從內到外可以被劃分為三層，即粘膜層、粘膜下層和外膜層。

1.粘膜層

這一層主要由粘膜上皮、粘液纖毛裝置和固有層構成。粘膜上皮是假復層纖毛柱狀上皮，其中的纖毛細胞能通過快速擺動清除異物和分泌物。纖毛細胞間散布有杯狀細胞，這些細胞可以分泌黏蛋白。基底細胞具有分化成纖毛細胞和杯狀細胞的潛能。固有層則由纖維、結締組織、血管等組成，保證了氣道的彈性。

2.粘膜下層

該層由血管、淋巴、神經、疏松結締組織和混合型腺體組成。腺體的功能是分泌粘液，這使得粘膜上皮得以保持濕潤，并能黏附灰塵和細菌，從而便于清除。

3.外膜層

這一層由軟骨和纖維組成。軟骨呈“C”字形，軟骨環之間通過彈性纖維組成的膜狀韌帶相連。在軟骨的缺口處，有平滑肌和結締組織進行連接，起到了支撐呼吸道的作用，使之不易塌陷。在咳嗽反射時，平滑肌會收縮，有助于清除痰液。

氣管壁的結構在某些疾病如慢性支氣管炎等情況下會發生變化，這些變化可能會影響肺功能。因此，在出現呼吸道癥狀時，應盡早就診于正規醫院，以防止氣管結構的改變。