上に挙げた例を初めとして、着色に用いる色素の類は、通常は固体の粉です。このままでは他の物を着色するのに都合が悪いので、普通は水などの溶媒に溶いてペースト状にしたり、もっとサラサラの液体状にして使います。この時、溶媒に溶けて溶液になっているのが「染料」で、溶けずに固体の粒子として分散しているのが「顔料」、というのが一般的な染料と顔料の区別のしかたです。ところが、このような定義ではどうにも具合が悪いケースも出て来ます。例えば「分散染料」。これは名前の通り「分散」させて使う染料ですが、溶けずに分散していて、それでも「染料」とは・・・・。どうやら、「溶ける」「溶けない」とは違った区別のしかたを考えなければならないようです。ここでポイントとなるのが染料の「染」の字、つまり「染める」という言葉です。
　顔料の場合、色素の分子が集まった粒子が、塊のままで対象物の上に乗っかって着色します。対象物が紙・布・繊維などの場合には、その隙間に潜り込んだりもしますが、繊維などと強く結び付いているわけではありません。図7左に、この様子を模式的に示しました。

　これに対して図7右の染料の場合には、色素の分子が塊にならず、１個１個がバラバラになって繊維の表面などにほぼ均等に付着します。その時、図の下の丸の中に描いているように、染料の分子はただ乗っかっているのではなく、対象物と強く相互作用して結び付いています。化学結合を作るところまでは行かないまでも、酸と塩基の作用だとか、水素結合を作るとか、分子構造に基づく何らかの作用で対象物にしっかりと固定されるのです。これが「染める」ということであり、このような「染める」能力のある色素が「染料」と呼ばれるのです。
　染料の分子が対象物に結び付いて染めて行くためには、当然それなりの仕組みを分子が備えていなければなりません。酸・塩基などのイオン性の官能基や水酸基などがこれに当たります。例えば図6の右側中ほどの緑色や下段中央の赤色は典型的な染料ですが、たいていの染料はこのようなイオン性の官能基を持っています。また、図6の他の色素は基本的には顔料ですが、同じような官能基を付けることで染料として使うこともできます。これらの官能基の働きで溶媒に溶けやすくなると同時に、対象物と結び付く能力を持つことができるのです。
　個々の分子がちゃんと働くには、初めから色素の分子が１個１個バラバラになっていた方が都合がよいことは言うまでもありません。そのため大半の染料は溶媒に溶けた状態（つまり分子が１個１個バラバラになって溶媒分子に取り囲まれている状態）で使われます。しかし、最終的に個々の分子が対象物を染めて行きさえすればいいわけですから、最初に溶けた状態であることは必ずしも必要な条件ではありません。最初は顔料と同じように塊として乗っかっていて、後から分子がバラけて行ってもかまわないのです（図7の左の状態から出発して、最終的に右の状態になればいいのです）。これが先にちょっと触れた「分散染料」です。もちろん、固体の粒子をバラバラにほぐして行くのは簡単なことではありませんから、分散染料でちゃんと染めるには、高い温度や高い圧力が必要で、手間ヒマがかかります。それでも、元々普通の条件では「溶けない」色素なのですから、一旦染めてしまえば、少々洗っても取れない、頑強な着色ができることになります。
　分散染料の話が出たついでに、もう一つ、建染（たてぞめ）染料のことにも触れておきましょう。これもそのままでは「溶けない」染料ですが、ちょっとした化学処理（具体的に言うと「還元」）をしてやると、「溶ける」形に変化して溶液にすることができます（構造が変わっていますから色も変化します）。この溶液を使って染めておき、後から（酸化して）元の形に戻してやると、元の色でしっかりと着色することができるのです。このように分散染料と建染染料は、単純に溶液にして使う普通の染料とは違いますが、対象物を「染める」という意味で、立派な染料の仲間なのです。

　染料と顔料の違いがはっきりしたところで、それぞれの特徴を少し見て行くことにしましょう。まず対象物への付着性ですが、これは図7でも示したように、染料に分があります。ただし、官能基などで対象物に結合して行くわけですから、官能基の種類や染料の構造によっては、染めるのに適したものや適さないものが出て来ます。例えば、スルホン酸などの酸性の官能基を持つ染料は蛋白質を含んだ羊毛や絹に適しています。また塩基性の官能基を持つ染料はアクリルなどを染めるのが得意ですし、水酸基を持つ染料は木綿やレーヨンなどのセルロース系の材料に効果的です。しかしこれらの組み合わせを間違えると、ほとんど染まらないという状態になってしまうこともあるのです。これに対して官能基を持たない有機顔料や表Iに挙げたような無機顔料は、対象物の上に色素の塊がただ乗っかっているだけですから、相手をほとんど選ばない反面、あまり強固に付着することはできません。場合によっては、しっかりと固着させるために、樹脂などで固めることも必要になるのです。
　色の鮮やかさ、という点でも、染料の方が有利です。染料では分子１個１個が光を吸収しますから、発色の効率がよいのです。また顔料の場合には、粒子の表面で光を乱反射することがあります。この乱反射が起こると、全体に白っぽく見えるようになりますから、スリガラスをかけたように色がくすんでしまう傾向が出て来るのです。さらに、インクジェットプリンターの写真印刷用光沢紙などに印刷する場合、染料ならば内部に浸み込むので表面の光沢が活きますが、顔料では表面に塊が乗ってしまって粗くなり、光沢が失われてしまう、という欠点もあります。
　こうして特長を並べると、どうも顔料の分が悪いようですが、顔料には染料にはない決定的な長所があります。色褪せを起こしにくいのです。染料や顔料はその特殊な分子構造や結晶構造によって特有の色を出しているわけですから、構造が何らかの原因で壊れてしまうと、本来の色を失ってしまいます。染料の場合、分子が１個１個バラバラになっていますから、分子が壊れると、その部分の色はなくなってしまうのです。これに対して顔料は、色素の分子が集まって塊を作っていますから、表面の一部の分子が壊れても、まだまだ下に新手の分子が残っています。普段発色に貢献している分子は外側の一部分だけで効率は悪いのですが、いざとなればそれまでサボッていた内側の分子が働いてくれるわけです。特に無機の顔料は、日常的な条件で構造が壊れること自体がほとんどありませんから、それこそ何千年、何万年と元の色を保ち続ける場合もあるのです。
　それでは、分子の構造を壊す何らかの原因とは何でしょうか。その一番手は、何と言っても紫外線でしょう。太陽光線は言うまでもなく、人工的な明かりにも、紫外線を含むものは多数あります。この紫外線を吸収すると、色素分子の電子のエネルギーが励起状態に飛び上がります。これがそのまま元の状態に落ちてくれればいいのですが、その途中で分子内の化学結合を切ってしまう場合があるのです。色素ですから可視光線を吸収するのは当然ですが、余計な紫外線まで吸収してしまうと、このようにして自分自身を壊すことにつながるのです。特に赤系の色素では、紫外線の影響は甚大です。赤い色を出すということは、その補色である青系の光をよく吸収する、ということを意味します。つまり波長の短い光を吸収しやすい性質を本質的に持っているわけで、当然、紫外線も吸収しやすいのです。よく屋外の看板などで、強調するためにわざわざ赤色で書いた文字だけがキレイサッパリ消え失せて、訳がわからなくなっているのを見ることがありますね。これなどは正に、赤の色素が紫外線を吸収して壊れてしまった結果なのです。
　反応性の高いガスも染料にとっては大敵です。以前にコピー機などからよく発生していたオゾン、石油ファンヒーターや車の排ガスなどに含まれる窒素酸化物（NO_x）、硫黄酸化物（SO_x）などがその例で、色素の分子と反応して色褪せを起こしてしまいます。また、空気中の酸素が紫外線の影響で活性な状態に変化して、これが色素の分子と反応する、ということも知られています。染料にとってはやっかいな物が、身の回りにはけっこうたくさんあるのです。
　顔料のもう一つの長所として、滲みが少ない、ということがあります。乾いた後の水濡れに強い、ということもあるのですが、それだけではありません。染料は溶媒に溶けて浸透するので、図柄を印刷する場合などに、色の境目で隣の領域に染み出す、ということがよく起こります。しかし顔料では、粒子が遠くまで移動して行きませんから染み出しが少なく、境目がシャープになるのです。この特徴は、よりクッキリ感が重視される文字の印刷では特に活かされます。インクジェットプリンターでは２種類の黒インクを備えている機種が多いですが、このうち一方は染料インク、もう一方は顔料インクです。写真印刷用には光沢感のある染料インク、文字印刷にはクッキリ感のある顔料インク、というように使い分けているのです。

　食品を着色するのに使われていた食用色素が、毒性があるということで使用禁止になった、という話を時々耳にします。食用ではない色素でも、何らかの原因で体の中に入ってくることは有り得るわけで、安全性は気になるところです。実際のところ「本当の安全性ついては、まだわからないことの方が多い」、というのが現状なのですが、最後にちょっとだけ触れておきましょう。
　まず表Iの無機顔料ですが、この表をザッと眺めただけでも、ずいぶん体に悪そうなものが多いことに気づくと思います。重金属はたいてい体にあまりよくはないのですが、その中でも、鉛、カドミウム、６価クロム、水銀と、正に錚々たる（？）顔ぶれが並んでいます。そして何故だかわかりませんが、これらの危ない金属を含む顔料はみんな鮮やかな、非常に綺麗な色をしています。同じ赤でも、安全性が高いと思われる鉄の化合物（弁柄）よりも鉛丹や辰砂の方が鮮やかですし、同じ黄色でも、ゲーサイトよりもカドミウムイエローやクロムイエローの方が鮮やかなのです。やはり「綺麗なものには毒がある」のでしょうか？
　一方、有機の色素はどうかというと、こちらは、色も鮮やかで安全性も高いと（今のところ）言われているものがたくさんありますが、中には毒性があるものも知られています。例えば、図6の上段中央の青色はジーンズ生地の染色で有名なインディゴですが、これにも毒性があります（化学的にちょっと修飾すると食用色素にもなるからややこしい）。また右側中央の緑はマラカイトグリーンですが、この名前は聞いたことがある人もいるでしょう。元々殺菌作用があり、魚の病気の治療にも使われる有名な染料ですが、人体にとっても害がある可能性が高いということで、食用の養殖魚に使うことは禁止されています。ところが、このマラカイトグリーンが某国の養殖ウナギから検出されたということで、一時騒ぎになりました。便利な道具も使い方一つ、というのは、どこの世界でも同じですね。