Маленьке ядро комети є єдиною її твердою частиною, у ньому зосереджена майже вся її маса. Тому ядро - першопричина всього іншого комплексу кометних явищ. Ядра комет досі все ще недоступні телескопічним спостереженнями, так як вони вуалюються навколишнього їх світиться матерією, безперервно витікає з ядер. Застосовуючи великі збільшення, можна заглянути в більш глибокі шари світиться газопилової оболонки, але і те, що залишиться, буде за своїми розмірами все ще значно перевищувати справжні розміри ядра.

Центральне згущення, видиме в атмосфері комети візуально і на фотографіях, називається фотометричним ядром. Вважається, що в центрі його знаходиться власне ядро комети, тобто розташовується центр мас. Однак, як показав радянський астроном Д. О. Мохнач, центр мас може не збігатися з найбільш яскравою областю фотометричного ядра. Це явище носить назву ефекту Мохнача.

Туманна атмосфера, що оточує фотометричне ядро, називається комою. Кома разом із ядром складають голову комети - газову оболонку, яка утворюється в результаті прогрівання ядра при наближенні до Сонця. Далеко від Сонця голова виглядає симетричною, але з наближенням до нього вона поступово стає овальною, потім видовжується ще сильніше й у протилежній від Сонця стороні з неї розвивається хвіст, який складається з газу і пилу, що входять до складу голови.

Ядро - найголовніша частина комети. Проте досі немає одностайної думки, що вона являє собою насправді. Ще у часи Лапласа існувала думка, що ядро комети - тверде тіло, що складається з легко випаровуються речовин типу льоду або снігу, швидко перетворюються на газ під впливом сонячного тепла. Ця класична крижана модель кометного ядра була істотно доповнена останнім часом. Найбільшим визнанням користується розроблена Уиплом модель ядра - конгломерат із тугоплавких кам'янистих частинок і заморожених летючої компоненти (метану, вуглекислого газу, води і ін). У такому ядрі крижані шари з заморожених газів чергуються з пиловими шарами. У міру прогрівання гази, випаровуючись, захоплюють за собою хмари пилу. Це дозволяє пояснити утворення газових і пилових хвостів у комет, а також здатність невеликих ядер до газовиділенням.

Згідно Віплом механізм витікання речовини з ядра пояснюється наступним чином. У комет, що здійснили невелике число проходжень через перигелій, - так званих "молодих" комет - поверхнева захисна кірка ще не встигла утворитися, і поверхня ядра вкрита льодами, тому газовиділення протікає інтенсивно шляхом прямого випаровування. У спектрі такої комети переважає відбите сонячне світло, що дозволяє спектрально відрізняти "старі" комети від"молодих". Зазвичай "молодими" називаються комети, що мають великі півосі орбіт, тому що передбачається, що вони уперше проникають у внутрішні області Сонячної системи. "Старі" комети - це комети з коротким періодом обертання навколо Сонця, які багаторазово проходили свій перигелій. У "старих" комет на поверхні утворюється тугоплавкий екран, так як при повторних повернення до Сонця поверхневий лід, підтаючи, "забруднюється". Цей екран добре захищає знаходиться під ним лід від впливу сонячного світла.

Модель Уипла пояснює багато кометні явища: рясне газовиділення з маленьких ядер, причину негравитационных сил, відхиляючих комету від розрахункового шляху. Потоки, що минає з ядра, створюють реактивні сили, які і призводять до вікових прискорень або уповільнення в русі короткопериодических комет.

Існують також інші моделі, які заперечують наявність монолітного ядра: одна представляє ядро як рій сніжинок, інша - як скупчення кам'яно-крижаних брил, третя говорить про те, що ядро періодично конденсується з частинок метеорного рою під дією гравітації планет. Все ж найбільш правдоподібною вважається модель Уипла.

Маси ядер комет в даний час визначаються вкрай невпевнено, тому можна говорити про ймовірне діапазоні мас: від декількох тонн (микрокометы) до декількох сотень, а можливо, і тисяч мільярдів тонн (від 10 до 10 - 10 тонн).

Кома комети оточує ядро у вигляді туманної атмосфери. У більшості комет кома складається з трьох основних частин, які помітно відрізняються своїми фізичними параметрами:

1) найбільш близька, що прилягає до ядра область - внутрішня, молекулярна, хімічна і фотохімічна кома,

2) видима кома, або грудки радикалів,

3) ультрафіолетова, або атомна кома.

На відстані в 1 а. о. від Сонця середній діаметр внутрішньої коми D = 10 км, видимої D = 10 - 10 км і ультрафіолетової D = 10 км.

У внутрішній комі відбуваються найбільш інтенсивні фізико-хімічні процеси: хімічні реакції, дисоціація й іонізація нейтральних молекул. У видимій комі, що складається в основному з радикалів (хімічно активних молекул) (CN, OH, NH та ін), процес дисоціації й збудження цих молекул під дією сонячної радіації продовжується, але вже менш інтенсивно, ніж у внутрішній комі.

Л. М. Шульман на підставі динамічних властивостей речовини запропонував ділити кометную атмосферу на наступні зони:

1) пристінковий шар (область випаровування й конденсація частинок на крижаній поверхні),

2) околоядерную область (область газодинамічного руху речовини),

3) перехідну область,

4) область вільно-молекулярного розлітання кометних частинок у міжпланетний простір.

Але не для кожної комети має бути обов'язковою наявність всіх перерахованих атмосферних областей.

З наближенням комети до Сонця діаметр видимої голови день у день зростає, після проходження перигелію її орбіти голова знову збільшується і сягає максимальних розмірів між орбітами Землі й Марса. В цілому для всієї сукупності комет діаметри голів укладені в широких межах: від 6000 км до 1 млн. км.

Голови комет під час руху по орбіті комети приймають різноманітні форми. Удалині від Сонця вони круглі, а з наближенням до Сонця, під впливом сонячного тиску, голова приймає вигляд параболи або ланцюгової лінії.

С. В. Орлов запропонував наступну класифікацію кометних голів, що враховує їхню форму і внутрішню структуру:

1. Тип E; - спостерігається у комет з яскравими комами, обрамленими з боку Сонця світяться параболічними оболонками, фокус яких лежить у ядрі комети.

2. Тип C; - спостерігається у комет, голови яких у чотири рази слабкіші голів типу е і за зовнішнім виглядом нагадують цибулину.

3. Тип N; - спостерігається у комет, у яких відсутня і кома і оболонки.

4. Тип Q; - спостерігається у комет, що мають слабкий виступ у бік Сонця, тобто аномальний хвіст.

5. Тип h; - спостерігається у комет, у голові яких генеруються рівномірно розширюються кільця - галосы з центром у ядрі.

Найбільш вражаюча частина комети - її хвіст. Хвости майже завжди спрямовані в протилежний від Сонця бік. Хвости складаються з пилу, газу та іонізованих часток. Тому в залежності від складу частинки хвостів відштовхуються в протилежну від Сонця сторону силами, що виходять із Сонця.

Ф. Бессель, досліджуючи форму хвоста комети Галлея, вперше пояснив її дією відштовхують сил, що виходять із Сонця. Згодом Ф. А. Бредіхін розробив більш досконалу механічну теорію кометних хвостів і запропонував поділити їх на три відособлені групи, залежно від величини відштовхуючого прискорення.

Механізм світіння кометних молекул був розшифрований в 1911 році К. Шварцшильдом і Є. Кроном, які прийшли до висновку, що це механізм флуоресценції, тобто перевипромінювання сонячного світла.

Іноді в кометах спостерігаються досить незвичайні структури: промені, що виходять під різними кутами з ядра й утворюють у сукупності променистий хвіст; галосы - системи розширюються концентричних кілець; затискаються оболонки - поява декількох оболонок, які постійно рухаються до ядра; хмарні утворення; омегообразные вигини хвостів, що з'являються при неоднорідностях сонячного вітру.