頭髮是人體皮膚的一種附屬器官，由毛幹、毛根和毛囊三部分組成。
毛幹指露出皮膚的部分，主要成分是角蛋白，剖面由內至外可分3層: 髓質、皮質和毛小皮。 毛小皮是毛髮的最外層，阻擋來自外界輕微的理化因素損傷。毛小皮由無核的鱗狀角化細胞呈屋瓦狀重疊而成，其遊離緣朝向頭髮的遠端。毛小皮受到外界各種因素不同程度的影響，邊緣可輕度翹起或破裂。
毛幹剖面圖
燙髮的過程實際上是先把頭髮中各種連接鍵打斷，然後將已經被破壞的連接鍵按需要重建，以使得捲髮後的髮型固定下來。燙髮通過改變頭髮蛋白質鏈連接方式使之捲曲或拉直，首先會使用氧化劑（如巰基乙酸）使頭髮蛋白質中的部分二硫鍵斷裂（這個過程產生硫化氫氣體，你會聞到臭雞蛋的味道），然後將頭髮繞在圓筒形髮捲上，再用弱氧化劑（如過氧化氫）使二硫鍵在新的位置上重新形成，蛋白質鏈就按照發卷的形狀排列起來，頭髮乾燥後邊成為波浪形。燙髮可以直接損傷毛小皮，令頭髮表面粗糙甚至剝蝕。
離子燙就是用陰離子夾和富含角蛋白、維生素 E、保溼因子、氨基酸等超細分子粒營養藥劑相互配合，經過特殊電流回路釋放陰離子，打開毛小皮，再用離子夾的適宜溫度將分子粒打散到五六十分之一倍，直接輸入、充盈到髓質層，使頭髮變直。
染髮的過程則是染髮物質先與毛小皮接觸, 並溼潤、吸附在毛小皮表面，然後通過細胞膜進入毛皮質，進一步浸透、擴散至毛髓質，從而改變頭髮的顏色。 染髮劑使用時間過長，頭髮逐漸被剝蝕，令頭髮變得粗糙，失去光澤。
因此，染髮和燙髮對頭髮均有不同程度的損傷。
正常頭髮掃描電鏡下形態（與毛幹貼合緊密，毛小皮的遊離緣光滑，似魚鱗樣）
正常頭髮
燙髮後（A）
燙髮後
染髮後（B）
染髮後
離子燙後（C）
離子燙後
燙髮、染髮和離子燙後，毛小皮翹起，有脫粘附現象，部分毛小皮邊緣微卷或成鋸齒狀。
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