角膜基质层是角膜的一个分层，角膜从前向后总共可分为五层：上皮层、前弹力层、基质层、后弹力层和内皮层。

角膜基质层占角膜全厚的90%，由300-500平行排列的纤维小板构成。不同的研究揭示，胶原纤维的平均直径为22-32nm。板层间的糖胺聚糖主要由硫酸角质素和硫酸软骨素组成，两者比例为3:1基质固有细胞(keratocyte)位于小板之间。基质细胞具有分泌胶原和基质介质的能力，在静止状态下，处于低水平的分泌状态，但在发育和修复状态分泌和合成胶原与介质的能力大增，进入一种与成纤维细胞相似的状态。除了参与创伤修复以外，角膜固有细胞也和病理过程的脂类、糖胺聚糖及蛋白在细胞内的聚积和药物代谢有关。在基质中，胶原约占角膜干重的71%. Ⅰ型胶原占绝对优势，此外，还含有Ⅰ型和V型胶原。