頭發(fā)的基本成分是蛋白質，而蛋白質是由氨基酸構成的。確切地說，許多個氨基酸形成多肽鏈，再由多肽鏈構成了蛋白質。頭發(fā)的多肽鏈主要是以螺旋形式存在，分子中的羥基、羧基(—COOH)等親水基團多數(shù)分布在螺旋的周圍，帶正電的氨基和帶負電的羧基之間以離子鍵結合。與普通蛋白質不同的是，頭發(fā)蛋白質結構中還含有許多二硫鍵（—S—S—）。肽鏈之間通過這些鍵交聯(lián)在一起，形成網(wǎng)狀結構，使得頭發(fā)不僅具有彈性，還具有較高的強度。據(jù)測定，一根頭發(fā)能負重100多克而不斷裂，就是其中二硫鍵的功勞。

把頭發(fā)燙卷和拉直，其實就是利用機械能、熱能、化學能，使頭發(fā)蛋白質的結構發(fā)生變化。

現(xiàn)代燙發(fā)的發(fā)明者是美國人內斯勒。1906年，內斯勒在多年試驗的基礎上，在倫敦首次公開展示了他的燙發(fā)方法：將頭發(fā)緊緊地以螺旋式纏繞在燙發(fā)芯上，再用機器進行較長時間的加熱，使頭發(fā)變得卷曲并能保持一段時間。

這種高溫燙發(fā)的方法叫熱燙，原理是在堿性加熱的條件下打開頭發(fā)蛋白質結構中的二硫鍵。由于對頭發(fā)損傷較大，燙發(fā)過程中的體驗也不太好，所以熱燙的方法現(xiàn)已不太使用。目前廣泛使用的燙發(fā)方法是冷燙。冷燙又叫化學燙，它是依靠化學試劑的“力量”在常溫下打開二硫鍵來完成燙發(fā)過程的。

冷燙主要包括三個過程。首先是對頭發(fā)的軟化。頭發(fā)的形狀是由多肽鏈間的氫鍵、離子鍵和二硫鍵決定的。當這三種化學鍵發(fā)生改變時，頭發(fā)就會變軟，容易拉直或彎曲。通常使用水、堿和還原劑來完成這一步。水可以與羥基、羧基等親水基團形成氫鍵，從而切斷頭發(fā)中原有的氫鍵。所以濕的頭發(fā)會變柔軟、服帖。堿對頭發(fā)的作用比較強烈，它能切斷頭發(fā)中的離子鍵，使頭發(fā)變得更柔軟。

常用的還原劑還包括巰基醋酸鹽及酯類等，作用是使頭發(fā)中的二硫鍵發(fā)生斷裂。頭發(fā)中的氫鍵、離子鍵、二硫鍵斷裂后，失去交聯(lián)作用的頭發(fā)變得非常柔軟，這時就可以進行第二步了。利用卷發(fā)工具把已軟化的頭發(fā)變卷曲或用直發(fā)器拉直，把頭發(fā)做成需要的發(fā)型后，最后還要再“固定”下來。所謂“固定”，其實就是修復被破壞的化學鍵。把頭發(fā)吹干，可以復原氫鍵。將原來的堿中和，把pH值調整為4～7之間，可以復原離子鍵。用“固定液”，如過氧化氫、溴酸鉀、過硫酸鉀等氧化劑，可以重建二硫鍵。

就是在頭發(fā)中蛋白質的氫鍵、離子鍵和二硫鍵斷裂與“異地”重建的過程中，頭發(fā)改變了原來的面貌。