A hajfestés õsi mesterség. Az egyiptomiak növényi és állati eredetû anyagokból nyerték ki a színezékeket, például hennából a vöröset, kamillából a sárgát és kosenilbõl, a bíbortetû festõanyagából a bíbort. Az 1920-as években a vegyészek olyan mesterséges hajfestékekkel kezdtek kísérletezni, amelyeket a múlt században textíliák festésére használtak. A II. világháború után a "hajfestõ ipar" gyors fejlõdésnek indult; ma a hajápolási piac legrohamosabban növekvõ ága.

A haj szerkezete
A hajszál külsõ része a pikkelysejt-réteg (cuticula), belseje a kéregréteg (cortex). A haj fõként keratinból áll; ez a fehérje nagy mennyiségû ciszteint tartalmaz (a cisztein aminosav, képlete: HSCH₂–CH(NH₂)CO₂H). A ciszteinmolekulák kén–kén kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz és térhálós szerkezetet alakítanak ki; a keratin ettõl válik erõssé. A keratinban savas oldalsó csoportokat tartalmazó aminosavak is vannak – ilyen például az aszpartinsav (HO₂CCH₂CH(NH₂)CO₂H). Ezeknek a komponenseknek a hatására a haj enyhén negatív töltésû lesz. A hajban víz, zsír, cukor, melanin (természetes hajfesték), fém és DNS is kimutatható.

Hajszínezõk
Ezek a festékek csak a festést követõ mosásig tartanak. A hajat a savas festékmolekulákból képzõdõ sók (pl. 1.) vékony rétegével vonják be. A nagy molekulák a sok konjugált (váltakozó) kettõs kötés miatt színesek. A különbözõ molekulák keverékébõl sokféle szín jöhet létre. Mivel ezek a molekulák nagy méretük miatt nem hatolhatnak át a hajszál külsõ rétegén, a szál felületén telepszenek meg – a következõ mosásig.

Féltartós festékek
Ezek a festékek hat–nyolc mosást bírnak ki. Kétféle módon készülhetnek.
Az Arianor márkanevû családot az 1970-es években dolgozta ki a Warner Jenkinson cég. Az Arianor-festékek (pl. 2.) hatása azon alapszik, hogy a negatív töltésû hajszál  és a pozitív töltésú festékmolekula elektrosztatikusan vonzza egymást. Ezek a molekulák is túl nagyok ahhoz, hogy behatoljanak a haj belsejébe, ezért a felületén maradnak, de az elektromos vonzóerõ miatt hat–nyolc mosásig megtapadnak.

A másik rendszer két különbözõ méretû molekulát használ, például egy olyat, mint a hajszínezõ készítmények (pl. 1.), és egy kisebbet (pl. 3.). Ezeknek a festékeknek a hatása azon alapszik, hogy a hajszál a növekedés során – a mosás, fésülés, szárítás hatására – megrongálódik. A pikkelysejtek meglazulnak, le is hullhatnak, s a haj belseje szabaddá válik. A kisebb molekulák belépnek a haj belsejébe, míg a nagyobbak a felszínén maradnak. A szín tehát tartósabb lesz, mert a kisebb molekulák beékelõdnek a kéregrétegbe.

Tartós festékek
Ezek a festékek csak a hajjal együtt távoznak a fejrõl. Kis molekulákból állnak, például fenilén-diaminokból, amino-fenolokból és rezorcinból, amelyek behatolnak a haj belsejébe. A molekulák nem színesek, és az elsõ mosásra lesodródnának a hajról. Hogy ezt megakadályozzák, és "megfessék" õket, oxidálószert, rendszerint hidrogén-peroxidot (H₂O₂) is adnak a készítményhez. A hidrogén-peroxid a p-fenilén-diamint kinon-diiminné, a p-amino-fenolt kinon-iminné oxidálja. Ezek a molekulák a hajfesték többi komponensével színes festékmolekulákat alkotnak (l. következõ ábra). A keletkezõ festékmolekulák túl nagyok ahhoz, hogy kijussanak a kéregrétegbõl, tehát a haj színe megmarad.

Mi van még a festékben?
A boltokban kapható vagy a fodrászatokban használt festékeknek csak kb. egy százalékát teszik ki a festékmolekulák. A késztermékben lehet még alkohol (a haj nedvesítésére, mert a víz nem hatol át tökéletesen a hajat borító zsíros faggyúrétegen), ammónia (amely a készítmény pH-ját a festék felvételének legjobban megfelelõ 6–8 körüli értékre állítja be) és ammónium-oleát (amely pufferként hat, hogy a pH-t a kívánt értéken tartsa). A festékekhez hajkondicionálót, habosítót, konzerválószert és illatanyagokat is adnak.

Újabb festékek
A Warner Jankinson most természetes hajfestékekkel kísérletezik. A zöld, sárga és rózsaszín hajszínezõkhöz klorofillt, fûszereket és kosenilt használnak fel. Az Arianor-család féltartós festékeinek választékát "õrült színekkel" – égõvörössel, többféle zölddel és világító kékkel – gazdagítják. A hajfestékek színét a divat diktálja, és ma minden divatos.