处女膜是阴道口部一层纤嫩的膜性组织。成嵴状隆起，形成环形黏膜皱襞，是阴道与阴道前庭的分界。宽约5毫米，一般厚度为2毫米，表面覆以鳞状上皮，黏膜下有丰富的血管、淋巴管和神经末梢。处女膜为人类女性所特有，目前尚未发现有何生理功能。
处女膜的厚薄、软硬、宽窄和伸展性因人而异。多数处女膜孔可容手指大小物体通过，但一般无法适应勃起的阴茎。在初次性交时，那种宽、厚和缺乏伸展性的处女膜可能出现较深的裂伤，导致少量出血；剧烈下肢运动或骑车等亦可引起处女膜裂伤，不需治疗即自然愈合；薄、窄、柔软的处女膜不一定在初次性交时伴有裂伤或出血。阴道分娩后，由于胎儿通过，处女膜出现较深撕裂，环形结构消失，仅残留结节样处女膜残痕，称为处女膜痕。