Ściana tchawicy składa się z warstwy wewnętrznej — błony śluzowej (tunica mucosa) i. otaczającej ją warstwy zewnętrznej, która tworzy zrąb tchawicy; nosi ona nazwę błony włóknistej (tunica fibrosa) i zawiera składniki włókniste, chrzestne i mięśniowe. Luźna, przesuwalna tkanka łączna obejmuje błonę włóknistą, jako błona zewnętrzna (tunica aduentitia) ; leżą w niej węzły chłonne oraz naczynia i nerwy zaopatrujące tchawicę. Błona włóknista (tunica fibrosa). Łącznotkankowa błona włóknista za­wiera 16—20 jedna nad drugą ułożonych podkowiastych listewek" chrzestnych otwartych na stronie tylnej, tzw. chrząstek tchawiczych. W ścianie tylnej tchawicy pozbawionej chrząstek — ścianie błoniastej do powierz­chni wewnętrznej błony włóknistej przylega warstwa mięśniówki gładkiej. Błona włóknista zbudowana jest głównie z podłużnych włókien sprę­żystych ; ma ona postać długiej zamkniętej cewy, która ciągnie się bez przerwy wzdłuż całej długości tchawicy. U góry łączy się ona z ochrzęstną dolnego brzegu chrząstki pierścieniowatej (więzadłem pierścienno-tchawiczym), u dołu rozdwaja się i przechodzi w podobną do niej błonę obu oskrzeli. Chrząstki tchawicy są włączone w błonę włóknistą, która dwiema blaszkami, jedną grubszą pokrywa powierzchnię zewnętrzną chrząstek, drugą cieńszą — po­wierzchnię wewnętrzną; w miejscach tych ochrzęstną chrząstek zrasta się z obu blaszkami błony włóknistej. Na górnych i dolnych brzegach chrząstek obie blaszki błony włóknistej łączą się z sobą, wytwarzając pojedynczą błonę, która wypełnia ['przestrzenie między chrząstkami i łączy chrząstki z sobą. Te odcinki błony szczególnie bogato wyposażone we włókna sprężyste tworzą tzw. więzadła obrączkowe (ligamenta anulańa). Przy pociąganiu w kierunku podłużnym więzadła obrączkowe wydłużają się i wraz z nimi wydłuża się tchawica. W ścianie tylnej tchawicy, między końcami pierścieni chrzestnych, błona włóknista jest znowu pojedyncza. Chrząstki tchawicze (cartilagines tracheales) są to pierścienie chrząstki szklistej otwarte na stronie tylnej tchawicy; poszczególna chrząstka jest więc kształtu podkowiastego i stanowi około 2/3 lub 3/4 obwodu tchawicy. Chrząstki ułożone są poziomo jedna nad drugą przedzielone wąską przestrzenią. Mają one grubą ochrzęstną zrośniętą z obejmującą ją błoną włóknistą; w wieku późniejszym chrząstki mogą kostnieć. Wysokość chrząstki wynosi 3—4 mm, grubość 1—2 mm. Powierzchnia zewnętrzna każdej chrząstki jest płaska w kierunku od góry ku dołowi, powierzchnia wewnętrzna wypukła, wskutek czego chrząstki wpuklają się nieco do światła i u osoby żywej są widoczne w obrazie tracheoskopowym. Dwie sąsiednie chrząstki mogą być połączone skośnymi listewkami; końce chrząstek są zwykle zaokrąglone, na jednym lub na obu końcach mogą być rozszczepione na dwie części. Liczba chrząstek jest zmienna ponieważ nieraz jedna chrząstka powstać może ze zlania się dwóch sąsiednich. Pierwsza i ostatnia chrząstka tchawicza mają niektóre odrębne właściwości. Pierwsza chrząstka jest bardzo zmienna; zazwyczaj nieco wyższa od następnych i często leży tylko w przedniej ścianie tchawicy, bywa więc nieraz krótsza od innych. Więzadło pierścienno-tchawicze łączy ją z chrzą­stką pierścieniowata krtani. Ostatnia chrząstka, również bardzo zmienna, wygina się ku dołowi w swej części pośrodkowej tworząc półksiężycowatą przegrodę strzałkową, która pokryta błoną śluzową tworzy tzw. ostrogę tchawicy; ostroga swym wklęsłym brzegiem górnym wpukla się do światła tchawicy. Ta najniższa chrząstka tchawicy wskutek swego wygięcia wytwarza dwa półpierścienie o kierunku skośnym, które poprzedzają chrząstki oskrzeli. Stosunki te są bardzo zmienne. Mięsień tchawiczy (m. trachealis). Mięśniówka leży w ścianie tylnej tchawicy; ponieważ ściana ta nie zawiera chrząstek, nosi nazwę ściany błoniastej (paries membfimaceus). Mięśniówka zwana mięśniem tchawi­czy m (musculus trachealis) ułożona jest do wewnątrz od błony włóknistej; składa się ona głównie z poprzecznie biegnących wiązek mięśniówki gładkiej. Wiązki podłużne tworzą nieliczne tylko rozproszone pasemka. Wiązki poprzeczne stanowią ciągłą warstwę rozpiętą nie tylko między końcami chrząstek, przyczepiając się do ich powierzchni wewnętrznej, lecz w obrębie ściany błoniastej również w przestrzeniach między chrząstkami, gdzie pasma mięśniowe przyczepiają się do więzadeł obrączkowych; pasma te są jednak cieńsze od pierwszych. Poprzeczne pasma mięśniówki kurcząc się zbliżają do siebie końce chrząstek, krzy­wizna chrząstek wzrasta i światło tchawicy zmniejsza się; po śmierci, kiedy napięcie mięśniowe ustaje, chrząstki powracają do swego położenia równowagi i tchawica po­szerza się. Również u osoby żywej rozluźnienie włókien mięśniowych powoduje zwiększe­nie światła tchawicy, co przypuszczalnie odbywa się w czasie głębokich wdechów. Jeżeli ciśnienie w tchawicy wzrasta, jak np. podczas kaszlu, wtedy pasma mięśniowe rozciągają się, jak ściana tętnicy przy tętnieniu krwi. Tchawica znajduje się w stanie podłużnego napięcia. Jeżeli w doświadczeniu na zwierzętach przekrajemy tchawicę poprzecznie, wtedy w płaszczyźnie przekroju oba końce rozchodzą się, tak jak to występuje u samobójców, którzy przekrajali sobie tcha­wicę. Podczas wdechu napięcie wzrasta, gdyż dolny koniec tchawicy obniża się; również przy unoszeniu się krtani napięcie wzrasta wraz z wydłużeniem się tchawicy. Prze­chylając silnie głowę ku tyłowi cały układ silnie się rozciąga, przy przechylaniu do przodu nieco się rozluźnia. Błona śluzowa (tunica mucosa). Warstwę wewnętrzną ściany tchawicy tworzy błona śluzowa, która tkanką podśluzową łączy się z błoną włóknistą. Błonę śluzową pokrywa charakterystyczny dla dróg oddechowych wielorzędowy nabłonek migawkowy, którego migawki poruszają się w kierunku krtani i w tym też kierunku przesuwają śluz wydzielany przez gruczoły tchawicze. Działalność mi­gawek jest bardzo żywa; u człowieka poruszają się one 3 do 10 razy na sekundę (Policard); przesuwanie się śluzu jest tak szybkie, że np. u kota już w ciągu 7 godzin śluz pokryty pyłem może być usunięty z całego drzewa oskrzelowego. Jeżeli w doświadczeniu na zwierzętach kawałek wyciętej błony śluzowej obrócimy o 1800 i wszczepimy go po­nownie, migawki zachowują stary, a więc odwrotny kierunek ruchu i nie dostosowują się do zmienionych warunków. Między komórkami migawkowymi leżą liczne komórki kubkowe. Gruba błona podstawowa oddziela nabłonek od blaszki właściwej błony śluzowej. Blaszka właściwa oprócz skupień limfocytów zawiera w głębi liczne po­dłużnie ułożone włókna sprężyste, które odgraniczają ją od tkanki podśluzowej; prze­świecają one przez błonę śluzową nadając wewnętrznej powierzchni tchawicy żółtawy odcień. Włókna sprężyste tej tzw. błony granicznej sprowadzają rozciągniętą błonę śluzową w jej położenie spoczynkowe. Część włókien sprężystych błony granicznej biegnie pęczkami przez tkankę podśluzową do blaszki wewnętrznej błony włóknistej łącząc obie te błony w jeden układ sprężysty tchawicy. Na ścianie błoniastej błona ślu­zowa tworzy podłużne fałdy, które układają się w długie spirale; sięgają one w obręb oskrzeli i przedłużenia ich widoczne są nawet w drobnych gałęziach oskrzelowych. Tkanka podśluzową składa się z wiotkiej tkanki łącznej. W obrębie ściany bło­niastej łączy się luźno z blaszką właściwą, wskutek czego błona śluzowa jest tu prze-suwalna i może układać się w fałdy. Tkanka podśluzową zawiera zraziki tłuszczu i liczne mieszane gruczoły surowiczo-śluzowe — gruczoły tchawicze (glandulae tracheales), ujścia których są często lejkowato poszerzone i widoczne gołym okiem. Gruczoły tcha­wicze występują zarówno w ścianie błoniastej, jak również w ścianie zawierającej chrząstki. Gruczoły znajdujące się w ścianie błoniastej wnikają przeważnie w mięśniówkę gładką tchawicy lub nawet leżą na zewnątrz od niej. Liczne gruczoły występują również w przestrzeniach między chrząstkami, gdzie ich spłaszczone trzony przylegają do więzadeł obrączkowych. Wszystkie te gruczoły jak również komórki kubkowe wy­dzielają śluz i zwilżają błonę śluzową. W stanach zapalnych ilość wydzieliny zwiększa się i przesuwanie się jej (w jedną i w drugą stronę) pod wpływem prądu powietrza wywołuje charakterystyczne szmery.