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 Мохнач.
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 овальної, потім подовжується ще сильніше і в протилежній від Сонця з неї розвивається хвіст, що складається з газу і пилу, що входять до складу голови.
Ядро - найголовніша частина комети. Однак до сих пір немає одностайної думки, що воно являє собою насправді. Ще за часів Лапласа існувала думка, що ядро комети - тверде тіло, що складається з легко випаровуються речовин типу льоду або снігу, швидко перетворюються в газ під впливом сонячного тепла. Ця класична крижана модель кометного ядра була істотно доповнена останнім часом. Найбільшим визнанням користується розроблена Уіплом модель ядра - конгломерату з тугоплавких кам'янистих частинок і замороженої летючої компоненти (метану, вуглекислого газу, води та 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 Уіпля механізм витікання речовини з ядра пояснюється наступним чином. У комет, які вчинили невелике число проходжень через перигелій, - так званих "молодих" комет - поверхнева захисна кірка ще не встигла утворитися, і поверхня ядра покрита льодами, тому газовиділення протікає інтенсивно шляхом прямого випаровування. В спектрі такої комети переважає відбите сонячне світло, що дозволяє спектрально відрізняти "старі" комети від «молодих».
Зазвичай "молодими" називаються комети, що мають великі півосі орбіт, оскільки передбачається, що вони вперше проникають у внутрішні області Сонячної системи. "Старі" комети - це комети з коротким періодом обертання навколо Сонця, багаторазово проходили свій перигелій. У "старих" комет на поверхні утворюється тугоплавкий екран, так як при повторних повернення до Сонця поверхневий лід, подтаівая, "забруднюється". Цей екран добре захищає що знаходиться під ним лід від впливу сонячного світла.
Модель Уипла пояснює багато кометні явища: рясне газовиділення з маленьких ядер, причину негравітаціонних сил, що відхиляють комету від розрахункового шляху. Потоки, що минає з ядра, створюють реактивні сили, які і призводять до вічних прискорення або уповільнення в русі короткоперіодичних комет.
Існують також інші моделі, що 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 Уіпла.
Маси ядер комет в даний час визначаються вкрай невпевнено, тому можна говорити про ймовірне діапазоні мас: від декількох тонн (мікрокомети) до кількох сотень, а можливо, і тисяч мільярдів тонн (від 10 до 10 - 10 тонн).
Кома комети оточує ядро у вигляді туманною атмосфери. У більшості комет кома складається з трьох основних частин, 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. е. 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 і 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 кометних атмосферу на наступні зони:
1) пристінковий шар (область випаровування і конденсації частинок на крижаній поверхні),
2) околоядерних область (область газодинамічного руху речовини),
3) перехідну область,
4) область вільно-молекулярного розльоту кометних частинок у міжпланетний простір.
Але не для будь-якої комети повинна 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 досягає максимальних розмірів між орбітами Землі і 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 комети по орбіті приймають різноманітні форми. Далеко від Сонця вони круглі, але в міру наближення до Сонця, під впливом сонячного тиску, голова приймає вигляд параболи або ланцюгової лінії.
С. В. Орлов запропонував таку 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 в ядрі комети.
2. Тип C; - спостерігається у комет, голови яких у чотири рази слабкіше голів типу E і за зовнішнім виглядом нагадують цибулину.
3. Тип N; - спостерігається у комет, у яких відсутній 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 - галоси з центром в ядрі.
Найбільш вражаюча частина комети - її хвіст. Хвости майже завжди спрямовані в протилежну від Сонця бік. Хвости складаються з пилу, газу і іонізованих частинок. Тому в залежності від складу частки хвостів відштовхуються в протилежний від Сонця бік силами, що виходять із Сонця.
Ф. Бессель, досліджуючи форму хвоста комети Галлея, вперше пояснив її дією відразливих сил, що виходять із Сонця. Згодом Ф. А. Бредіхін розробив більш досконалу механічну теорію кометних хвостів і запропонував розбити їх на три відособлені групи, в залежності від величини відразливого прискорення.
Механізм світіння кометних молекул був розшифрований в 1911 році К. Шварцшильда і Е. 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 і утворюють в сукупності променистий хвіст; галоси - системи розширюються концентричних кілець; стискають оболонки - поява декількох оболонок, постійно рухаються до ядра; хмарні освіти; омегообразние вигини хвостів, що з'являються при неоднородностях сонячного вітру.