直接染料具备磺酸基(-s仇H)或致基(-COON)等水溶性基团分子结构排列成直线型，芳环结构处于相同平面，因而直接染料对纤维素纤维具备较大的亲和力，在中性物质中直接染色，只要把染料溶解干水，即可进行染色。
染料在溶液中被纤维吸附到表面，然后持续向纤维的无定形区扩散，与纤维大分子构成氢键和范德华力的结合。
其派生的染料有直接耐晒染料和直接铜盐染料。
直接染料包括-S03Na、一COONa等水溶性基团，溶解度随温度的升高而显著增大，对于溶解性差的直接染料可以加纯碱助溶。直接染料不耐硬水，多数能 与钙、镁离子结合生成不溶性沉淀，使染色织物构成色斑，因而直接染料务必用软水溶解。生产中染色用水如过强度偏高，可加入纯碱或六偏磷酸钠，既有利于染料 溶解，又有软化水的作用。
直接染料对纤维素纤维的直接性较其他染料高。这主要是由于直接染料的分子量较大，分子结构呈线型，对称性较好，共轭体系 长，同平面性好，染料和纤维分子间的范德华力大。同时，直接染料分子中包括氨基、羟基、偶氮基等基团，能与纤维素纤维中的羟基，蛋白质纤维中的羟基、氨基 等构成氢键，使染料的持续提升。
直接染料上染纤维素纤维时，盐起促染作用。其促染机理是，直接染料在溶液中离解成色素阴离子上染纤维素 纤维，纤维素纤维在水中也带负电荷，染料和纤维之间存在电荷斥力，在染液中加入盐，可减少电荷斥力，提升上染速率和上染百分率。不同的直接染料盐的促染效 过是不同的。分子中含磺酸基较多的盐效应直接染料，盐的促染作用显著，促染时盐应分批加入，以保证染料上染均匀。上染百分率低的直接染料需要多加盐，具体 用量可以根据染料品种和染色深度而定。匀染性要求相当高的浅色产品应适当减少盐的用量，避免造成局部上染不匀，出现色花等染疵．
温度对不同染料上染性能 的影响是不同的。对于上染速率高、扩散能力强的直接染料，在60一70℃得色zui深，90℃以上上染率反而下降。此类染料染色时，为缩短染色时间，染色温度 采用80一90℃，染色一段时期后，染液温度逐步减少，染液中的染料继续上染纤维，以提升染料的上染百分率。对于聚集程度高、上染速率慢、扩散能力差的直 接染料，提回暖度可以加速染料扩散，提升上染速率，并推动染液中的染料吸尽，提升上染百分率。
在常规染色时间内，得到zui高上染百分率的温度叫作zui高上染温 度。根据zui高上染温度的不同，生产上常把直接染料分成zui高上染温度在70℃以下的低温染料，zui高上染温度在70一80℃的中温染料和zui高上染温度在90一 100℃的高温染料。在实际生产中，棉和粘胶纤维针织物通常在95℃左右染色，真丝针织物的染色温度较低，因为过高的温度有损纤维光泽，其zui佳染色温度为 60一90℃。适当减少染色温度，增加染色时间对生产有利。