表皮分化是指表皮角质形成细胞从基底层向表层迁移时发生不可逆生长停滞，并经历形态学及生物化学改变，最终形成角质层脱落的程序化细胞死亡过程。该过程由基因调控，表现为角蛋白对的梯度表达变化（K5/K14→K1/K10→K2e/K9等），形成复层鳞状上皮的生化层级结构。基底层细胞通过桥粒和半桥粒分别维持细胞间附着及真皮连接，分化中通过钙黏蛋白、连环蛋白构建黏着连接。

皮肤由截然不同的两层构成，即表皮和真皮。表皮是复层鳞状上皮，有几个不同层次的结构和功能，并由独特的黏附结构——桥粒将其连接在一起。角质层是表皮死亡的产物，能抵御外界微生物和毒素的入侵，防止水分流失。基板是表皮和真皮衍生的蛋白，其结构非常复杂，它使表皮附着在真皮上，抵御剪应力。

表皮分化是一个受基因调控的程序化过程，角质形成细胞由生发层的增殖细胞分化而来，形成棘层中紧密相连的“棘状”细胞、颗粒层中濒死细胞和角质层中的角质细胞。桥粒和黏着连接形成表皮内的相互附着。角质形成细胞间的黏着连接是以细胞表面钙黏蛋白的同种结合，以及细胞内黏着结构通过连环蛋白与肌动蛋白微丝相结合为特征。桥粒是由桥粒芯糖蛋白和桥粒芯胶蛋白构成，与钙黏蛋白同源，通过众多相关蛋白如桥粒斑珠蛋白和血小板亲和蛋白与角蛋白形成黏着结构。基底层角质形成细胞在半桥粒处与基板相连接，半桥粒是与基底细胞角蛋白丝网相连的特殊黏着结构。蛋白表达和功能发生特异性改变，与表皮分化的进程相关。

角质形成细胞在此过程中发生巨大的变化，反映出它们的不同功能特征。角质形成细胞是由中间丝蛋白即角蛋白而得名，角蛋白形成的不溶性硬丝，使表皮坚韧有力。角蛋白纤维是四聚体，由两个碱性和两个酸性角蛋白分子聚合而成。角蛋白具有多种特性，是人类毛发和甲的主要组成部分。