물에 염료를 녹이고, 여기에 섬유를 침지하여 가열하면 염료는 섬유 표면뿐만 아니라 섬유 내부에까지 침투하여 결국 섬유의 분자와 염료의 분자는 가까이 서로 섞이게 된다. 이것을 염색되었다고 하며, 가능한 한 빨리 그러한 상태로 접근시키는 일이 염색기술이다. 섬유는 종류에 따라서 분자배열이 다르고 또한 분자 간격이 다르며 분자 자신의 화학구조나 성질도 다르다. 염료도 가지각색이어서 수용성인 것과 불수용성인 것이 있으며, 색소이온도 음이온의 것과 양이온의 것이 있다. 이처럼 섬유와 염료가 모두 고체상이고, 물을 매개로 하여 서로 결합하는 것이 염색이라고 보면, 그 과정에는 아주 복잡한 화학ㆍ물리적인 작용이 따르기 때문에 염색 현상을 간단한 이론으로 설명하기는 곤란하다.
예컨대 물에 분산된 염료이온ㆍ분자 콜로이드 등이 어떻게 섬유 속에 침투하며, 어떤 힘으로 섬유에 고착되는가를 생각하는 것이 필요하다. 양모는 단백질섬유로서, 염기성이 강하기 때문에 산성염료의 색소이온과 염을 만들어 결합한다. 셀룰로오스계 섬유는 본질적으로 중성이어서 조염성(造鹽性)은 없으나, 셀룰로오스 분자에는 많은 수산기(－OH)가 존재해서 이것이 염료 분자와 수소결합을 한다. 그 결합력은 약하기 때문에 견고하지는 않다. 합성섬유는 대부분 소수성(疎水性)이어서 물의 침투가 어렵기 때문에, 물에 잘 녹지 않는 염료를 물 속에 분산시켜 가온하면 염료 분자가 섬유 속에 녹아 들어가서 염색된다.
섬유를 염색하는 데는 첫째 정련과 표백에 의하여 우선 섬유를 깨끗이 할 필요가 있다. 정련이란 섬유에 부착되어 있는 불순물을 제거하는 공정이며, 비누ㆍ합성세제ㆍ수산화나트륨ㆍ탄산나트륨 등을 가하여 가열하거나, 또 녹말질의 풀은 디아스타아제로 발효ㆍ제거하는 것이 보통이다. 다음에 표백분ㆍ아염소산나트륨ㆍ과산화수소 등의 묽은 용액을 사용하여 섬유를 표백한다. 오늘날은 표백을 완전하게 하기 위해 형광표백제도 병용하고 있다. 염색방법은 침염(浸染)과 날염으로 크게 구별된다. 침염은 염료와 조제를 적당한 농도로 용해한 염욕에 섬유를 침지(浸漬)하여 전체를 같은 빛깔로 염색하는 방법이다. 침염에서는 불균염이 되지 않고 균일한 농도로 염색되도록 하는 것이 중요하다. 날염은 염료를 물에 녹여 점도가 높은 날염풀을 만들고, 날염기나 틀을 사용하여 천에 색을 차례차례 날염하여 무늬를 내는 것이다.
염색에서는 첫째, 각각의 섬유에 알맞은 종류의 염료를 선택하는 일이 필요하고, 둘째, 여러 염색조제를 알맞게 이용하는 것이 바람직하다. 다음에 염색이 끝난 것은 후처리를 충분히 하여 색상을 좋게 하고 염색을 견뢰하게 하는 것이 중요하다. 일반적으로 소핑(soaping:비누액으로 가열하는 것)을 해서 섬유 표면에 부착된 염료를 세척해 내고, 또 섬유 속에 염착된 염료를 결정(結晶)시켜서 빛깔을 좋게 하는 동시에 견뢰하게 한다. 날염에서는 스티밍(steaming:증기처리)을 하여 염착과 발색을 완전하게 한다. 때로는 화학적 후처리(크롬처리 등)를 실시하여 색을 고착시킨다. 최근에는 수축 방지를 위한 샌포라이즈 가공, 구김 발생을 방지하기 위한 수지가공, 주름을 잡기 위한 프레스 가공 및 방수 가공 등을 하며, 용도에 따라 다양한 후처리 가공을 한다.
염색종류 및 이의 세부적인 방법은 다음과 같다.
