表皮の下層（内側）には真皮があります。真皮は通常２〜３ミリ程度の厚さがあり（表皮の厚さの数倍）表皮にまもられながら、皮膚の機能を内側から支えている部分です。

真皮内には神経終末、皮脂や汗の分泌腺、毛包、血管があります。神経終末は痛みや触感、心地良さ、温度を感じとります。皮膚の部分によっては神経が他の部分より多く集まっていて、刺激に敏感です。
指先やつま先には多くの神経があるので、触感や刺激に非常に敏感です。

汗腺は、熱に反応して汗を出します。汗は水と塩分、その他の化学物質からなる液体です。汗が皮膚から蒸発すると体温が下がります。

真皮にある血管は、皮膚に栄養を与えるとともに、体温を調節する働きをしています。熱を感じると、血管が拡張してたくさんの血液が皮膚表面を循環し、体温は皮膚から発散されていきます。寒さを感じると血管は収縮し、体温を逃さないように働きます。皮膚にある神経、汗腺、脂腺、毛包、血管の数は、体の部位によって異なります。
たとえば頭部には多数の毛包がありますが、手の平、足の裏にはまったくありません。