貓的皮膚是由三層結構組成的，最外層是表皮層，中間層是真皮層，最內層是皮下組織。表皮層提供保護，防止異物侵入，並不斷進行再生過程，以維持皮膚的健康。表皮中含有黑色素，有助於保護細胞免受太陽光線的傷害，並含有專門的免疫細胞來抵抗病原體。貓的毛囊是複合的，意味着它們有一根中央毛髮和周圍的多根較小毛髮，所有這些毛髮都從一箇共同的毛孔中長出。貓毛有助於保護皮膚免受物理和紫外線的傷害，同時調節體溫。皮脂腺分泌的皮脂有助於潤滑毛囊和皮膚，是貓氣味標記系統的一部分。
皮膚的其他功能包括調節體溫、製造維生素D，以及通過毛髮和皮膚中的色素對抗紫外線。貓咪不會像人類一樣利用汗液來控制體溫，但它們的皮膚可以製造維生素D。