我国古代用于给织物着色的材料概括起来有天然矿物颜料和植物染料两大类。
我国在服装上着色的历史就是从这类颜料的利用开始的，其渊源可追溯到新石器晚期。而自此以后的各个时期，由于它们不断地被人们所采用，终于发展成历代以彩绘为特点的特殊衣着上色所需的原材料。
古代曾经用以给织物着色的矿物颜料有赤铁矿、朱砂、胡粉、白云母、金银粉箔、墨(墨不是矿石制成，这里根据其使用方法，归纳于此处)和石墨等。
赤铁矿 赤铁矿，又名赭石，主要成份是呈暗红色的三氧化二铁，在自然界中分布较广，是我国古代应用最早的一种红色矿物颜料。1963年在发掘江苏邳县四户镇大墩子4000多年前的文化遗址时，出土了四块赭石，其上有明显的研磨痕迹，说明当时我国已开始利用这种矿物颜料了。到春秋战国时，赭石由于色泽逊于其他红色染料，逐渐被淘汰，但仍然被用来作监狱囚衣的专用颜料。后来“赭衣”成为囚犯的同义词，即源于此。
朱砂 朱砂，又名丹砂，主要成份是红色硫化汞，属辉闪矿类，在湖南、湖北、贵州、云南、四川等地都有出产，是古代重要的红色矿物颜料。我国利用朱砂的历史很早，在青海乐都柳湾原始社会时期墓葬中曾发现大量朱砂，在北京硫璃河西周早期墓葬、宝鸡茹家庄西周墓中也都发现过有朱砂涂抹痕迹的织物残片。由于朱砂色泽纯正，所以一直到西汉依然深受人们的欢迎，有些贵重衣物仍用它涂敷。长沙马王堆一号汉墓出土的大批彩绘印花丝织品中，有不少红色花纹都是用朱砂绘制的，如其中一件红色菱纹罗锦袍，尽管在地下埋藏了2000多年，其上面用朱砂绘制的红色条纹，色泽依然十分鲜艳。
胡粉 胡粉，又名粉锡，主要成份是碱性碳酸铅。历代妇女多用它作敷面化妆品或彩绘服饰织物的白色颜料。以铅、醋为原料制胡粉的方法，在唐代著作中已有详细记载。近年在福建福州宋墓中发现许多彩绘上衣，上面都有这种颜料的涂绘痕迹。宋应星在《天工开物》中曾对胡粉的化学生产工艺作过较为详细的描述：“每铅片百斤，用醋两瓶，安火四两，养之七日，铅片皆成粉霜。”这种制作方法和现在西方所谓“荷兰法”相似，却比它早了几百年。
白云母 白云母，亦名绢云母，是一种含有硅酸钾铝的白色矿物，产于我国湖南临武等地区。把它研磨成极细的粉末后具有良好的附着性和渗透性，可作为白色颜料使用。长沙马王堆一号汉墓出土的“印花敷彩纱”上，光泽晶莹的白色花纹，经化验证实是用白云母绘制而成。
金银粉和箔 金银粉是指用金、银研磨而成的粉屑(它一般加上黏和剂制成金银泥使用)。金银箔是指用金或银打制的薄片(比纸还薄)。用金银泥和金银箔绘制或装饰衣着，可使织物获得金光闪闪、色泽艳丽的华贵效果。这种装饰织物的方法，自汉以来一直被广泛应用。在出土的历代纺织品中，也常常可以见到应用金银色涂画和印制的织物，如马王堆一号汉墓出土的金银色印花纱，福州市北郊南宋墓出土的大量金银花织物，都是使用金银粉装饰的产品。
墨和石墨 墨即为我国历来所谓的“文房四宝”之一的墨。墨是以松柴或桐油的炭黑(经过焚烧)和胶制成的，颜色纯黑(有的墨发紫光，是制墨时加入“苏枋”的原因)。历代彩绘衣着上的黑色，基本都是用墨绘制。石墨(矿物)是煤或碳质岩石受区域变质作用或岩浆侵入作用的影响而形成的。颜色呈铁灰色或钢灰色，我国古代也有用石墨在衣着上设色的。曾经见于记载的是安徽黟〔yi衣〕县的情况，自六朝以来，黟县群众每以其地所产石墨处理布匹，使之具有深灰的色彩(黟县石墨是历来文人艳羡的东西，因而也时常出现于文学著作之中，特别是宋代的著作)。
除了上面所说几种矿物颜料，我国古代还曾以雄黄雌黄或黄丹作为黄色颜料，以各种天然铜矿作为蓝色和绿色颜料制作各种彩绘衣服，其使用方法与以上数种颜料相似，这里就不多谈了。
植物染料和矿物颜料虽然都是设色的色料，但它们的作用却是很不相同的。以矿物颜料着色是通过黏和剂使之粘附于织物的表面，其本身虽具备特定的颜色，却不能和染色相比，所着之色也经不住水洗，遇水即行脱落。植物染料则不然，在染制时，其色素分子由于化学吸附作用，能与织物纤维亲合，而改变纤维的色彩，虽经日晒水洗，均不脱落或很少脱落，故谓之曰“染料”，而不谓之“颜料”。
利用植物染料，是我国古代染色工艺的主流。自周秦以来的各个时期生产和消费的植物染料数量相当大，其采集、制备和使用方法，值得称道之处也极多。古代使用过的植物染料种类很多，单是文献记载的就有数十种，现在我们仅就几种比较重要的常用染料谈一谈。
蓝草 一年生，草本，学名蓼蓝。它茎叶含有靛〔dian电〕甙〔dai代〕，这种物质经水解发酵之后，能产生无色水溶性的3—羟〔qiang抢〕基吲哚酚，即靛白，当靛白经日晒、空气氧化后缩合成有染色功能的靛蓝。在古代使用过的诸种植物染料中，它应用最早、使用最多。我国利用蓝草染色的历史，至少可从两千多年前的周代说起，《诗经》中：“终朝采蓝，不盈一襜〔chan搀〕”的诗句，说明春秋时的人们确曾采集蓝草，用于染色。《礼记·月令》中也有“仲夏之日，令民毋艾蓝以染”的叙述，说明战国至两汉之间，人们不但用蓝草染色，而且大量种植，以备收获，并规定不到割刈之时，不准随便采撷〔xie斜〕制取的。西汉以后，种植蓝草在农业生产中逐渐成为一个专业。
茜草 茜草，又名茹藘〔lu驴〕和茅蒐(《尔雅》)，是我国古代长期使用的植物染料。战国以前，是野生植物。《诗经》中：“茹藘在阪〔ban板〕”、“缟衣茹藘”，前者是说它生长在山坡上，后者是说它的染色。西汉以来，开始大量人工种植，司马迁在《史记》里说，新兴大地主如果种植“十亩卮茜”，其收益可与“千户侯等”。茜草是多年生攀缘草本植物，春秋两季皆能收采(以秋季采到的质量为好)。收采后晒干储藏，染色时可切成碎片，以热水煮用。茜草属于媒染染料，所含色素的主要成份为茜素和茜紫素。如直接用以染制，只能染得浅黄色的植物本色，而加入媒染剂则可染得赤、绛等多种红色调。出土文物证明，古代所用媒染剂大多是含有铝离子较多的明矾。这是因为明矾水解后产生的氢氧化铝和茜素反应，能生成色泽鲜艳、具有良好附着性的红色沉淀。在长沙马王堆一号汉墓出土的“深红绢”和“长寿绣袍”的红色底色，经化验即是用茜素和媒染剂明矾多次浸染而成。
红花 红花又名红蓝花，是夏天开红黄色小花的草本植物，原产于西北地区。西汉时，开始传到内地。红花适用于多种纤维的直接染色，是红色植物染料中色光最为鲜明的一种。用它染的红色称为真红或猩红，唐代诗中所作“红花颜色掩千花，任是猩猩血未加”诗句，形象地概括了红花色彩。
苏木 苏木原名苏枋，李时珍《本草纲目》说“海岛有苏枋国，其地产此木，故名”。其实这种属豆科的常绿乔木植物，在我国的云南、两广和台湾等地历来均有生长。并且早在西晋年间，南方地区的民间，就已广泛使用它染色。苏木的赭褐色心材中所含无色的原色素叫“巴西苏木素”，经空气氧化就变成有色的“巴西苏木红素”。苏木的这种色素也属媒染性染料，上染织物的色彩视所采用的媒染剂而定。一般铬媒染剂得绛红至紫色；铝媒染剂得澄红色，铜媒染剂得红棕色；铁媒染剂得褐色；锡媒染剂得浅红至深红色，用苏木染出的红色和用红花染出的蜀红锦以及广西锦的赤色，十分接近。
栀子 栀子属常绿灌木，开白花，果实中可作染料的色素主要成份是栀子苷。先将其果实在冷水中浸泡，再经过煮沸，即可制得黄色染料。此染料属直接性染料，可直接染着于丝、麻、棉等天然植物上，也可用媒染剂进行媒染，得到不同的色光，如：铬媒染剂得灰黄色；铜媒染剂得嫩黄色；铁媒染剂得暗黄色。由于它染色方便，着染织物色光鲜明，自秦汉以来，一直是中原地区应用最广泛的黄色植物染料。
槐花 槐花是指豆科植物槐树的花蕾和开放花。槐蕾黄绿色，形状像米，因此又叫槐米。槐花内含有一种属媒染性的色素芸香甙，能和多种媒染剂作用，染出各种不同的色彩。如与锡媒染剂得艳黄色；铝媒染剂得草黄色；铬媒染剂得灰绿色。
郁金 郁金属姜科多年生草本植物，地下有块茎及纺锤状肉质块根，断面呈黄色，有香气，主要产于我国南部和西南部。染色是用其肉质块根浸泡后的煮沸液，加入除铁以外的金属盐媒染，即可染制出各种黄的色彩。《本草纲目》记载：“郁金生蜀地及西域，染色是用其茎。染妇人衣鲜明，惟不耐日炙，微有郁金之气。”说明古代民间早已熟知郁金的特性，并广泛用于妇女所用织物的着色。这是我国最早带有香味的服装染色材料。
黄栌〔lu卢〕 黄栌，又名栌木，漆树科落叶植物，分布于我国东北部和中部，木材可制器具，兼用于提取黄色染料。染色方法据《天工开物》记载：先用黄栌煎水染，再用麻秆灰淋出的碱水漂洗。栌木中含一种叫非瑟酮的色素，染出的黄色在日光下是略泛红光的黄色，在烛光下是泛黄光的赤色。这种神秘的光照色差，使它成为最高贵的服色染料，自隋到明一直是“天子所服”。
鼠李 鼠李，又名臭李子，属落叶灌木或小乔本，分布于我国东北部和中部地区。它的果实和茎皮含有大黄素、芦荟大黄素等多种色素，是一种优良的天然绿色染料。染色时只需将鲜嫩的果实或茎皮，在水中沸煮制成染液，在弱酸或弱碱性染液中浸染织物，即可得到色牢度、耐光性、耐酸性和耐碱性俱佳的绿色织物，如在弱酸性液中使用还原剂，进行还原染色。还可制得带蓝光的绿色。丝绸一般是用含钙盐的明矾液，棉布是用碱性的皂液。
紫草 紫草，多年生草本，根粗壮，外表暗紫色，断面紫红色，含紫色结晶物质乙酰紫草醌〔ku坤〕，可作紫色染料。紫草在古代亦作“茈草”(《尔雅》)，陶弘景说：“今出襄阳，多从南阳新野来，彼人种之，即是今染紫者。”李时珍说：“紫草花紫根紫，可以染紫，故名。”紫草素也属媒染性染剂，不加媒染剂，丝毛麻纤维均不着色，与椿木灰、明矾等含铝较多的媒染剂作用可得紫红色。
除上述植物外，古代还以狼尾草、鼠尾草、五倍子等含有鞣〔rou柔〕质的植物作为染黑的主要材料。
我国的植物染料资源丰富，在明、清时期，除满足我国自己需要外，开始大量出口，仅光绪初年，红花从汉口输出达6000担；茜草以及紫草从烟台输出达4000担；五倍子达20000多担；郁金从重庆输出到印度达60000担，而用红花制成的胭脂绵输到日本的数量更为可观。
我国古代利用植物染料的方法有两种：一种是直接利用植物染料的鲜叶，即把待染织物置于渍有其鲜叶，并已发酵的染液里，或浸或煮一段时间，使织物着色；一种是通过化学加工把植物染料鲜叶中的色素制取出来备染。前一种方法染色受季节限制，因为植物色素在植物体内难以长期保存，采摘的鲜叶必须及时与织物浸染，否则会失去染色价值。故在制取技术较落后的商周至战国时期，染色只能在夏秋两季进行，如染蓝、采蓝必在6月至7月，染红、挖茜草根必在5月至9月，其他染草的采集和染色也大都在秋季。后一种方法因将色素制取出来，染料很长时间不会失效，染色可随时进行，不用再抢季节割草、染色了，因此用量多的植物染料大多用此法。
我国古代对各种植物染料的提纯和储存有许多科学的方法，其中一些方法的工艺原理与现代采用的原理相同；一些方法更因其简单实用，一直沿用至今，如靛蓝和红花的制取及保存。
我国制造靛蓝的技术，发明于何时，不见记载，从秦汉两代人工大规模种植蓝草的情况推测，估计不会晚于这个时期，待至三国以后，即已完全成熟。北魏贾思勰在其著作《齐民要术》中记载过当时用蓝草制靛的方法：“刈蓝倒竖坑中，下水”，用木头或石头镇压蓝草，以使其全部浸于水中。浸渍时间是“热时一宿，冷时再宿”。然后将浸液过滤，置于瓮中，再按1.5%的比例往滤液中加石灰，同时用木棍急速搅动滤液，使溶液中的靛甙和空气中的氧气加快化合，待产生沉淀后，“澄清泻去水”，另选一“小坑贮蓝靛”，再等它水份蒸发到“如强粥”状时，则“蓝靛成矣”。文中不但说出了制靛的方法，而且道出了所用蓝草与石灰的配比。唐宋以来，各个朝代的许多书里对造靛方法也都有所论述，其中最为大家熟悉的是明代宋应星的《天工开物》里所说：造靛时，叶与茎量多时入窖，量少时入桶与缸。用水浸泡七天，蓝汁就出来了。每一石浆液，放入石灰五升，搅打几十下，蓝靛就凝结了。水静止以后，靛就沉积在底上。内容与贾书基本相同，但有些地方更为详细。所述蓝草水浸时间远较前者为多，这主要是为了增加靛蓝的制成率，当然也具备了更多的科学性。
在使用经化学加工的靛蓝染色时，需先将靛蓝入于酸性溶液之中，并加入适量的酒糟，再经一段时间的发酵，即成为染液；把需要染色的织物投入浸染，待染物取出后，经日晒而呈蓝色，其染色机理是酒糟在发酵过程中产生的氢气(还有二氧化碳)可将靛蓝还原为靛白。靛白能溶解于酸性溶液之中，从而使纤维上色。织物既经浸染，出缸后与空气接触一段时间，由于氧化作用，便呈现鲜明的蓝色。这样的制靛和以其染色的工艺过程是有充分科学根据的，与现代人工合成靛蓝的染色机理完全一致。
红花中含有黄色素和红色素两种色素，其中只有红色素具有染色价值。红色素在红花中是以红花甙的形态存在的。近代染色学中提取红花素的方法是利用红色素和黄色素皆溶于碱性溶液，红色素不溶于酸性溶液，黄色素溶于酸性溶液的特性。先用碱性溶液将两种色素都从红花里浸出，再加酸中和，只使带有荧光的红花素析出。其实我国自汉以来的各个时期，一直就是利用红花的这种特性来提纯和染红的。《齐民要术》曾对民间炮制红花染料的工艺作过详细描述。其内容大意是：先捣烂红花，略使发酵，和水漂洗，以布袋扭绞黄汁，放入草木灰中浸泡一些时间，再加入已发酵之粟饭浆中同浸，然后以布袋扭绞，备染。草木灰为碱性溶液，而发酵的饭浆呈酸性。另外，为使红花染出的色彩更加鲜明，古人还用呈酸性的乌梅水来代替发酵之粟饭浆(《天工开物》)。由此可见，中国古代制取红花素的方法与近代提取原理是完全一致的。
特别值得指出的是，我国古代不但能够利用红花染色，而且能从已染制好的织物上，把已附着的红色素，重新提取出来，反复使用。这在《天工开物》里有明确记载：“凡红花染帛之后，若欲退转，但浸湿所染帛，以碱水、稻灰水滴上数十滴，其红一毫收转，仍还原质，所收之水藏于绿豆粉内，再放出染缸，半滴不耗。”这段记载听起来，好像不易理解，其实是有道理的。这是利用红花红色素易溶于碱性溶液的特点，把它从所染织物上重新浸出。至于将它储于绿豆粉内，则是利用绿豆粉充作红花素的吸附剂。这也说明当时染匠不仅对红花素的染色特点和性能相当了解，而且在红花的利用技术上也是异常熟练的。