Рогівка складається з п'яти шарів: епітелію, передній прикордонної (боуменовой) пластинки, строми, задньої прикордонної (десцеметовой) пластинки і ендотелію. Епітелій утворений 5-6 шарами клітин і багатий вільними нервовими закінченнями, які не порушують прозорості рогівки, як це було б при наявності спеціалізованих рецепторів. Передня прикордонна платівка являє собою шар колагену товщиною 8-10 мкм, до якого за допомогою гемідесмосом прикріплюються базальні епітеліальні клітини. Близько 90% товщини рогівки займає строма, що складається з міжклітинної речовини (колагену і глікопротеїдів), в яке вкраплені фібробласти і рогівкові клітини. Сувора впорядкованість колагенових волокон забезпечує прозорість рогівки. Якщо ця впорядкованість порушується, наприклад, набряком або новоствореним колагеном, рогівка мутніє. Ендотелій представлений одним шаром шестикутних клітин, цитоплазма яких багата органеллами, особливо мітохондріями. Ці клітини здійснюють активний транспорт води проти осмотичного градієнта, перекачуючи її з строми рогівки в водянисту вологу передньої камери, і таким чином відіграють важливу роль у підтримці прозорості рогівки. Клітини ендотелію не діляться, тому їх кількість неухильно зменшується з віком або внаслідок захворювань.
При інфекції запальні клітини проникають в рогівку з кровоносних судин лімба, за винятком тих випадків, коли судини безпосередньо проростають в рогівку. Фізіологію рогівки прекрасно характеризує фраза відомого офтальмолога Герберта Кауфмана: "Рогівка дихає повітрям і харчується водянистою вологою".