「彫りの深い顔立ち」を決定づける要素は、目の大きさや鼻の高さといった表面的なパーツのサイズだけではありません。美容外科学や人類形態学の知見によると、顔面の凹凸を左右するのは頭蓋骨における眉骨（眼窩上隆起）の突出度と、眼球が収まる眼窩（がんか）の深さです。
彫りの深い顔立ちでは、眉毛の直下にある眉骨が前方へしっかりと隆起し、その下にある眼窩が奥深くまで切れ込んでいます。この骨格構造によって目元に自然な「庇（ひさし）」が形成され、真上からの環境光を受けた際に眼球周辺へ濃い影が落ちます。これに対して、東洋人に多く見られる平坦な骨格は、眉骨から鼻根部にかけての傾斜が緩やかで、眼窩の縁が前方に位置しているため、影が生まれにくい構造となっています。
さらに決定的なのが目と眉の距離です。彫りが深い顔立ちは、眉骨の傾斜と眼窩の深さによって眉毛と目の位置が極めて近接しています。この間隔が狭いほど目元のフレームが引き締まり、視線が瞳に集中するため、他者に対して「眼光が鋭い」「意思が強い」「知性的である」といった強い心理的インパクトを与えることが認知心理学の研究でも確認されています。
