הקלף מגולגל מהסוף להתחלה ונעטף בשערות של בהמה טהורה, כאשר כיום נהוג להשתמש בשערות זנב עגל. לאחר מכן הוא נעטף שוב בקלף ואחר כך שוב בשערות לרוחב ואז הוא מוכנס לתוך התפילין. לאחר מכן לוקחים גיד של בהמה טהורה, דופקים עליו עד שהוא מתפורר להרבה חוטים, שבעזרתם תופרים את התפילין. חל איסור על פי ההלכה להשתמש בדבק.
הפרשיות הן:
רצועת עור.
רצועות העור מתחלקות לסוגים שונים, שההבדל ביניהן הוא בסוג העור ממנו הן עשויות וסוג העיבוד שלו. על פי ההלכה, רצועות העור חייבות להיות שחורות מבחוץ לצד השיער (רצועות עור עליון), אולם קיימות גם רצועות שהושחרו מהצד הפנימי (רצועות עור תחתון "שפאלט") שכשרותן נתונה במחלוקת. בנוסף, לפי חלק מהשיטות ישנה החמרה להשחיר את הרצועה משני צדדיה.
מידות הרצועה:
מידות האורך האלה אינן מעכבות למעשה ולכן אם אינו מוצא אחרות יכול להניחן כמות שהן עד שימצא אחרות כשיעור הנצרך.
קשירה.
על פי ההלכה יש לקשור את התפילין, בין של יד ובין של ראש. הקשירה בתפילין של ראש אינה מוזכרת בתורה אך היא הלכה למשה מסיני.
סדר הפרשיות.
קיימות ארבע שיטות מרכזיות לסידור הפרשיות בתוך התפילין; בטרמינולוגיה ההלכתית השיטות השונות זכו לכינויים: שיטת רש"י; שיטת רבנו תם; שיטת הראב"ד; ושיטת השימושא רבא (חיבור בהלכות תפילין המיוחס לתלמיד של אחד הגאונים).
דעת רש"י.
על פי שיטת רש"י (והרמב"ם והרבה ראשונים) יש לסדר את הפרשיות בסדר זה: "קדש", "והיה כי יביאך", "שמע", "והיה אם שמוע", כשבתפילין של ראש מתחילים מצד ימין של מי שמסתכל על ראשו של בעל התפילין (שמאל המניח).
דעת השימושא רבא.
לשיטת השימושא רבא, בתפילין של ראש, הסדר הוא כשל רש"י אלא שמתחילים מצד ימין של מי שמניח את התפילין, אולם יש המבארים את דבריו באופן שאין מחלוקת בינו ובין שיטת רש"י.
דעת רבנו תם.
בשיטת רבנו תם יש לסדר את הפרשיות בסדר זה: "קדש", "והיה כי יביאך" "והיה אם שמוע" ו"שמע", כשבתפילין של ראש מתחילים מצד ימין של מי שמסתכל על ראשו של בעל התפילין.
דעת הראב"ד.
שיטת הראב"ד, סדר הפרשיות בתפילין של ראש כדעת רבינו תם, אך לדעתו מתחילים מצד ימין של מניח את התפילין.
תפילין של רש"י ושל רבנו תם.
הסדר של רש"י הוא הסדר הנפוץ ביותר, ואחריו – של רבנו תם.
בשולחן ערוך נפסק שיש להניח תפילין של רש"י כיוון שכך הוא מנהג העולם, אולם ירא שמים צריך להניח גם תפילין של רבנו תם מחמת הספק. כיום, רוב החסידים מניחים תפילין דר"ת בנוסף לתפילין דרש"י לאחר החתונה, אם כי בחסידויות חב"ד, ברסלב וקומרנא מקובל להניח תפילין של ר"ת מיד עם הבר מצווה.
קדושת התפילין.
התפילין נחשבות לכתבי קודש בגלל הפרשיות שנמצאות בתוכן. "כל כתבי הקודש -- מצילין אותן מפני הדליקה, ... מצילין תיק הספר עם הספר, ותיק התפילין עם התפילין, אף על פי שיש בתוכן מעות..." (משנה, שבת, ט"ז א'), ולכן נוהגים בהם בקדושה ובכבוד. על פי ההלכה בעת עטיית התפילין אין להיכנס לחדרי רחצה או שירותים ואין להניחם בגוף שאינו נקי, לרבות כאשר יש חשש הפחה בהם.
ממצאים היסטוריים.
על פי התפיסה המסורתית ביהדות, מקור מצוות התפילין ופרטי ההלכות הקובעות את צורתם, הוא במסורת שעברה לאורך הדורות בלא שינוי מאז מתן תורה. מחקרים שונים עוסקים באופי התפילין שנהגו בתקופות שונות, על פי ממצאים ארכאולוגיים ולפי העולה מאזכור התפילין בטקסטים עתיקים.
התפילין במקורות הבית השני.
מקור מצוות התפילין מופיע במקרא בפסוקים: "וקשרתם לאות על ידך והיו לטטפת בין עינך" (המופיע בצורות שונות ארבע פעמים בתורה), אך עם זאת - אין במקרא פרטים לגבי אופן קיום המצווה, או אזכור על אנשים שקיימו את המצווה. האזכור המוקדם ביותר שבוודאי מדבר על מצוות התפילין הוא מימי הבית השני בחיבור שנקרא איגרת אריסטיאס, שם הוזכרה המצווה ביחד עם מצוות הציצית, ועם מצוות המזוזה: "ואף ציווה בדברים ברורים לכתוב את האות סביב היד". החוקרים מתארכים את כתיבת האיגרת למחצית המאה ה-2 לפנה"ס, אף על פי שהיא מתארת מציאות של למעלה ממאה שנה קודם לכן (שהתרחשה במצרים התלמיית).
פילון שחי במצרים מזכיר כמטאפורה לקיום מעשי של מצוות התורה "את הלכות הצדק התורה אומרת אדם חייב לשים על לבבו ולקשור לאות על ידו והן מטלטלות מול עיניו" (פילון על החוקים לפרטיהם עמ' 137–139)
בארץ ישראל יש תיאור של התפילין בספרו של יוסף בן מתתיהו, "קדמוניות היהודים": "חייבים הם גם לכתוב על דלתותיהם את הטובות הגדולות ביותר, שהיטיב אלהים עמהם, ועל כל אחד להראותן על זרועו. כל מה שעלול לסמן את כוחו של אלהים וחיבתו אליהם חייבים הם לכתוב ולשאת על הראש ועל הזרוע, כדי שיהא חסדו של אלהים אליהם גלוי לבריות מכל צד". בברית החדשה, ב"הבשורה על-פי מתי" מתוארים התפילין בתוך דברי תוכחה של ישו נגד הפרושים: "וְעֹשִׂים אֶת־כָּל־מַעֲשֵׂיהֶם לְהֵרָאוֹת בָּהֶם לִבְנֵי אָדָם, כִּי מַרְחִיבִים אֶת־תְּפִלֵּיהֶם וּמַאֲרִיכִים אֶת־צִיצִיּוֹתֵיהֶם". כמו כן, נמצאו תפילין במערות קומראן שככל הנראה שייכים לכת האיסיים שישבה במקום. במקומות אחרים במדבר יהודה נמצאו תפילין מתקופת מרד בר כוכבא, אך ישנם חוקרים שמייחסים את התפילין שנמצאו שם לקנאים מימי המרד הגדול.
במשנה אין התייחסות מפורשת למבנה התפילין רק שאין לעשותם עגולים או מצופים זהב. ישנה התייחסות למנהגי הנחת תפילין מהתקופה על ידי כתות שונות, שנהגו להניחם שלא על פי ההלכה: "העושה תפילתו עגולה – סכנה ואין בה מצווה. נתנה על מצחו או על פס ידו – הרי זו דרך המינות. ציפה זהב ונתנה על בית אונקלי שלו – הרי זו דרך החיצונים". המשנה מזכירה שיש ארבעה חלקים הנקראים קציצה במקורות תנאים אחרים יש התייחסות לחיוב שיהיו ארבע טוטפות.
על פי מקורות אלו, נראה שמצוות התפילין הייתה מבוססת דיה בימי הבית השני המדוברים – הן במצרים (שגם בה הייתה קהילה יהודית גדולה) והן בארץ ישראל, ביחד עם מצוות המזוזה (שגם היא לא מוזכרת במקרא עצמו, פרט לאזכור שבתורה).
תפילין קדומות.
תפילין ממערות קומראן.
מספרן של יריעות התפילין שנמצאו במערות קומראן, הוא כשלושים יריעות שונות. רובם לא נמצא בתוך בתי התפילין. התפילין שנמצאו אינן באתר עצמו אלא במערות הסמוכות אליו. בקומראן נמצאו פרשיות נוספות על ארבע הפרשיות המסורתיות. התפילין שנמצאו עם פרשיות מורחבות הם בעלי אורתוגרפיה המקובלת בקומראן בלבד ולמעשה אלו תפילין כיתתיות.
מהממצאים עולה כי יש מספר קבוע של פרשיות נוספות בתפילין מקומראן, וכי לפרשיות אלו גבולות מוגדרים פרשיות אלו צמודות לפרשיות ה'קלסיות', לפניהן, כך שלמעשה מדובר בגרסה מורחבת של פרשיות התפילין. המחלוקת היא בהגדרת הגבולות של 'הדברים האלה' האם רק הפרשיות הקלאסיות או מורחב יותר. רובן של תפילין אלה כוללות צירופים שונים של פרשיות, בהם שירת "האזינו" ועשרת הדברות, וגם פסוקים נוספים לפרשיות. כמו כן נמצאו ארבע תפילין שכללו רק קטעים שלא נכללו בדברי חז"ל
יוצאים מן הכלל הם התפילין ממערה 8 בקומראן (8Q 3), המכילות את ארבע הפרשיות בלבד, תפילין אלו הן עם אורתוגרפיה מסורתית. סדר שתי הפרשיות הראשונות ("קדש", "והיה כי יביאך") אינו דומה לשיטות המסורתיות ידין זיהה בטעות כמתאים לשיטת ר"ת ולמעשה דומה לשיטת הראב"ד. שתי הפרשיות האחרונות ("והיה אם שמוע", "שמע") כתובות במקביל, טור מול טור.
מספר השערות נאמרו לגבי ריבוי התפילין במערות קומראן: שהייתה זו גניזה של תפילין או מפעל המייצר תפילין. המסתבר ביותר הוא שתפילין של כת קומראן היו שונות ומי שהצטרף לכת הביא את התפילין הקודמות וגנזן. אפשרות נוספת היא שכת קומראן אפשרה לחבריה לקיים את מצוות התפילין בדרכים שונות והייתה זו למעשה חברה פלורליסטית. (י' אדלר, Adler Y,2016 The Distribution of Tefillin Finds among the Judean Desert Caves in: Fidanzio, M. (editor) The Caves of Qumran: Proceedings of the International Conference, Lugano 2014, Leiden, pp. 161–173)
ייתכן שהתפילין משקפות את ההלכה המוקדמת להלכה התנאית ואת השלב הראשון בהתגבשות ההלכה התנאית. אך מכיוון שבממצאים משתקפים רוב הנוהגים שנשנו מאוחר יותר בדברי חז"ל והפוסקים, יש הסבורים שתפילין אלו היו שלב בהתפתחות התפילין, בהסכמה בין הכיתות השונות.
תפילין ממערות מדבר יהודה.
התפילין שהתגלו בנחל צאלים נמצאו בתוך בור בקרבת פתח המערה (ממצא סותר את הצעתו של חנן אשל שהתפילין למערה זו הובאו על ידי פרס.
סביר שהגיעו בימי מרד בר כוכבא, אך ייתכן שהובאו כבר בימי המרד הגדול. מסקנה זו בנויה על אנליזה פלאוגרפית של הכתב על יריעות התפילין שנתגלו במערה 34, שפרסמה ירדני (2017) ומסקנתה היא שהכתב הוא מהמחצית השנייה של המאה הראשונה לספירה.
בית התפילין שנמצאו יותר קרובות למלבן מאשר לריבוע וצבען חום. ודומה לסוג המצוי אצל רוב בתי התפילין ממדבר יהודה, שבהם רק שורה אחת של תפרים מפרידה בין כל אחד מארבעת התאים בכך הוא דומה להלכה התנאית (במדרש הלכה בספרי (דברים לה) נאמר: "כיס אחד של ארבע טוטפות" מדרש הלכה זה מצטרף למדרשי הלכה פולמוסיים שיצאו נגד נוהגים מקובלים בכתות בית שני) שבית התפילין יהיה עשוי ״כיס אחד״ ולא מופרד לארבעה תאים נפרדים (בתי התפילין שנמצאו במדבר יהודה הם משני סוגים שונים. סוג אחד בו הפרדת התאים נעשית על ידי חתכים ותפרים סביב לכל תא ובין סוג שני בו הפרדה מבצעת על יד תפרים בלבד.)