牙周膜的纖維主要由膠原纖維和Oxytalan纖維組成，其中膠原纖維匯集成粗大的纖維束，並有一定的排列方向，稱為主纖維。主纖維一端埋入牙骨質，另一端埋人牙槽骨，埋在牙骨質和牙槽骨中的纖維稱穿通纖維或沙比纖維。由於主纖維所在部位和功能不同，其排列方向也不同。自牙頸向根尖可分為下列幾組：
（1）牙槽嵴組：纖維起於牙槽嵴頂，呈放射狀向牙冠方向走行，止於牙頸部的牙骨質。此纖維存在於頰舌側，在鄰面無此纖維。其功能是將牙齒向牙槽窩內牽引，抵抗側方力，保持牙的直立。
（2）水平組：在牙槽嵴纖維的根方，呈水平方向分布，與牙弓的平面大致平行一端埋人牙骨質，另一端埋入牙槽骨中，是維持牙直立的主要力量，並與牙槽嵴纖維共同對抗側方力，防止牙齒側方移動。
（3）斜行組：是牙周膜中數量最多、力量最強的一組纖維。除牙頸部和根尖區外，纖維方向向根方傾斜約45°角，埋人牙槽骨的一端近牙頸部，將牙懸吊在牙槽窩內。這種結構可將牙承受的咀嚼壓力轉變為牽引力，均勻地分散到牙槽骨上。
（4）根尖組：起於根尖區牙骨質，呈放射狀至根尖周圍的牙槽骨，具有固定牙根尖的作用。
（5）根間組：只存在於多根牙，起自根分叉處的牙根間骨隔頂，至根分叉區牙骨質，有防止牙根向冠方移動的作用。
