Para produtos de coloração de cabelo destinados a durar mais de 12 lavagens, os dois principais ingredientes químicos são peróxido de hidrogênio e amônia. Os corantes semipermanentes usam amônia, mas geralmente contêm uma quantidade menor do que os corantes permanentes e podem usar o produto químico p-fenilenodiamina.
A amônia, um dos produtos químicos mais comuns em tinturas de cabelo, abre as cutículas do cabelo. Quando misturada com o produto de coloração, a amônia permite que a cor penetre profundamente nos folículos capilares e interaja com a melanina do cabelo. A melanina, a substância responsável pela cor natural do cabelo, é alterada pela combinação de amônia e corante, que consequentemente muda a cor do cabelo.
Quando misturado com amônia e corante, o peróxido de hidrogênio faz com que o cabelo inche. Esse inchaço permite que a amônia carregue a coloração do cabelo para os folículos com mais eficiência. O peróxido de hidrogênio pode danificar o cabelo, fazendo com que perca enxofre. Isso pode resultar em cabelos duros e danificados, e mais danos ocorrem com maiores concentrações de peróxido de hidrogênio.
Corantes temporários, como sprays e enxágues, apenas depositam um pigmento de cor temporário na haste do cabelo. Esses tipos de tinturas ou lavagens não penetram na cutícula do cabelo. Em vez disso, o cabelo apenas absorve a cor em sua haste, e ela desaparece após a próxima lavagem do cabelo.
Como alternativa, aqueles que desejam evitar os produtos químicos em tinturas de cabelo comerciais podem optar por usar tinturas que não contenham produtos químicos agressivos. Algumas tinturas de cabelo com produtos químicos reduzidos usam coloração à base de ervas para tintura, em vez de amônia.