胶原纤维主要由成纤维细胞产生，除此之外，软骨细胞、成骨细胞、平滑肌细胞等间充质来源的细胞，也可以产生胶原纤维。
成纤维细胞是人体结缔组织中最常见的功能细胞，它的核心生理功能就是合成并分泌胶原蛋白，胶原蛋白前体被分泌到细胞外后，会经过剪切、组装、共价交联一系列加工过程，最终形成具有张力的胶原纤维。其他能产生胶原纤维的细胞多分布在对应组织中，比如软骨里的软骨细胞会生成软骨型胶原纤维，骨组织里的成骨细胞会生成骨组织的胶原纤维。
人体内胶原纤维生成的主要场所是各类结缔组织，其中皮肤真皮层是胶原纤维分布最广、生成活动最活跃的场所，真皮层中分布着大量成纤维细胞，正常情况下会持续合成新的胶原纤维，替换老化分解的胶原，维持皮肤的弹性和紧致度。除此以外，筋膜、软骨、骨基质、血管壁等位置也都在持续生成胶原纤维，维持对应组织的结构功能。
胶原纤维的生成能力会随着年龄增长逐步下降，不良生活习惯也会加速这个过程，如果想要维持皮肤状态，保护成纤维细胞的合成能力是核心。