原理是：染膏中的人工色素与头皮的皮质层的一部分天然色素相结合，得到想要的颜色。
染膏中含有碱性成分，而头发表层的毛鳞片遇碱则张开，染素得以进入皮质层混合颜色。这是无法肉眼所见的化学过程，形成的效果也被叫作“化学作用”。旧式的染发方法，仅是色素被涂抹在头皮的表层，不能永久，也不自然；新型的染发虽效果显著，但要小心头发皮层过分张开，头发受损，皮肤过敏，最终也未必完美。
染发之后，为了固定颜色，要等三天才能洗头，而且水温也不能过高；洗干净后，用毛巾轻搓掉水渍，最好不要使用吹风机，这都有助于延长染发的使用寿命。
