細胞染色是把纖維浸入一定溫度下的染料水溶液中，染料就從水相向纖維中移動，此時水中的染料量逐漸減少，經過一段時間以后，就達到平衡狀態。水中減少的染料，就是向纖維上移動的染料。在任意時間取出纖維，即使絞擰，染料也仍留在纖維中，并不能簡單地使染料*脫離纖維，這種染料結合在纖維中的現象，就稱為染色。若把海綿浸入染液中，染料溶液也能進入海綿內部，可是即使時間長，染料溶液的濃度也不變化，將海綿取出絞擰時，染料和水同時又從海綿內擠出來，所以說海綿并未被染色。
(一)染色基本過程 按照現代的染色理論的觀點，染料之所以能夠上染纖維，并在纖維織物上具有一定牢度，是因為染料分子與纖維分子之間存在著各種引力的緣故，各類染料的染色原理和染色工藝，因染料和纖維各自的特性而有很大差別，不能一概而論，但就其染色過程而言，大致都可以分為三個基本階段。
1。吸附 當纖維投入染浴以后，染料先擴散到纖維表面，然后漸漸地由溶液轉移到纖維表面，這個過程稱為吸附。隨著時間的推移，纖維上的染料濃度逐漸增加，而溶液中的染料濃度卻逐漸減少，經過一段時間后，達到平衡狀態。吸附的逆過程為解吸，在上染過程中吸附和解吸是同時存在的。
2。擴散 吸附在纖維表面的染料向纖維內部擴散，直到纖維各部分的染料濃度趨向一致。由于吸附在纖維表面的染料濃度大于纖維內部的染料濃度，促使染料由纖維表面向纖維內部擴散。此時，染料的擴散破壞了較初建立的吸附平衡，溶液中的染料又會不斷地吸附到纖維表面，吸附和解吸再次達到平衡。
3。固著 是染料與纖維結合的過程，隨染料和纖維不同，其結合方式也各不相同。
上述三個階段在染色過程中往往是同時存在，不能截然分開。只是在染色的某一段時間某個過程占優勢而已。
(二)染料在纖維內的固著方式 染料在纖維內固著，可認為是染料保持在纖維上的過程。不同的染料與不同的纖維，它們之間固著的原理也不同，一般來說，染料被固著在纖維上存在著兩種類型。
1。純粹化學性固色 指染料與纖維發生化學反應，而使染料固著在纖維上。
例如：活性染料染纖維素纖維，彼此形成醚鍵結合。通式如下：
DRX+Cell-OH → DR-0-Cell+HX
DRX：活性染料分子
X：活性基團
Cell-OH：表示纖維素
2。物理化學性固著 由于染料與纖維之間的相互吸引及氫鍵的形成，而使染料固著在纖維上。許多染棉的染料，如直接染料、硫化染料、還原染料等都是依賴這種引力而固著在纖維上的。
