直接染料是以磺酸基或羚基的鈉鹽形式存在，在水中會電離出染料的色素陰離子和鈉離子。直接染料是在中性或弱堿的條件下上染亞麻的。

在中性或弱堿的條件下，纖維素纖維中形成纖維素負(fù)離子，纖維表面帶有負(fù)電荷，纖維周圍的鈉離子由于庫侖引力的作用(就是兩個正反電荷之間的引力作用 庫侖力分為引力和斥力 同號電荷之間是斥力作用)，必定向纖維的界面轉(zhuǎn)移，在纖維的表面做擴(kuò)散層的分布，在纖維的界面上濃度最高，隨著離纖維界面距離的加大，濃度逐漸降低，直至與染液中的本體濃度相當(dāng)。

為了維持電荷中性，染液中必會有等量的染料陰離子向纖維的界面轉(zhuǎn)移，在染料的色素陰離子向纖維界面進(jìn)行轉(zhuǎn)移的過程中，由于庫侖力是遠(yuǎn)距離的作用力，染料色素陰離子首先受到的是纖維表面的負(fù)離子對它的排斥作用，只有那些由于碰撞或染色時溫度的提高，瞬間具有更高能量的染料色素陰離子才能克服這種斥力產(chǎn)生的擴(kuò)散能阻，突破一定的障礙進(jìn)入到一定距離范圍之內(nèi)，由作為近距離作用力的范德華力起主要作用力，從而將染料的色素陰離子拉向纖維的表面，被纖維的表面吸附，再借助纖維內(nèi)外層的濃度差，進(jìn)一步擴(kuò)散進(jìn)入纖維無定形區(qū)的內(nèi)部，完成染料的擴(kuò)散上染過程，染色過程也就基本結(jié)束。