合成纤维品种多样，适用的染料和染色工艺也各不相同。醋酯纤维和合成纤维的吸湿性都较低，在水中溶胀较难，因而染色适用的染料也很接近。醋酯纤维和涤纶、锦纶、腈纶等都可用分散染料染色。
分散染料中含有较多分散剂，在染液中染料仅能少量溶解，大部分以细小晶粒呈高度分散悬浮状态，另一部分存在于分散剂或助剂的胶团中，相互间处于动平衡状态。
在上染过程中，溶解状态的染料对纤维上染，胶团中的染料和晶粒染料随着溶解状染料的上染而不断溶解补充。
醋酯纤维依酯化程度不同有二或三醋酯纤维之分。二醋酯的酯化程度较低，亲水性较高。醋酯纤维主要用分散染料，有时也用不溶性偶氮染料染色，二醋酯纤维还可用阳离子染料染色，得色鲜艳，但染色牢度很低。
二醋酯纤维用分散染料染色时，将染料分散在染浴中,然后投入纺织物逐步升温到70～85℃,续染1小时左右,温度太高会使纤维收缩而失去光泽，上染完毕后用水洗净。三醋酯纤维对热的稳定性较高，用分散染料染色的工艺与二醋酯染色相似，但上染温度较高，从60℃开始逐渐升温至沸，沸染60～90分钟。有些上染在纤维上的蓝色分散染料，受空气中氧化氮的作用会发生褪色或变色，称为烟气褪色。
醋酯纤维还可用不溶性偶氮染料染红、橙、藏青等色。二醋酯纤维染色时，可将色基和色酚配成含有适量分散剂的染液，于75℃左右上染约60分钟，水洗后在室温下用稀盐酸和亚硝酸钠溶液处理，进行重氮化和偶合显色，最后用洗涤剂水洗，除去浮色；三醋酯纤维染色与二醋酯纤维相似，染液中加载体缓缓升温至沸，沸染约60分钟，再经重氮化、偶合显色。二醋酯纤维用阳离子染料染色，可在加有酯酸的染浴中进行，80℃左右上染。
涤纶亲水性很低,纤维结构较紧密,主要用分散染料，有时也可用不溶性偶氮染料等染色。在分子链中引入磺酸基等阴离子基而得的变性聚酯纤维，还可用阳离子染料染色。涤纶在 100℃以下用分散染料染色，不但上染速率低，而且难以染得浓色。涤纶染色通常用三种方法：
① 载体染色法：载体的作用是使合成纤维在较低温度下上染。涤纶染色用的载体主要有联苯、卤代芳烃、邻苯基苯酚、水杨酸酯等有机化合物，常用的是邻苯基苯酚钠盐或水杨酸甲酯。载体分子小，染色时先于染料上染,对纤维起增塑作用，降低纤维分子间的作用力,促进无定形区的大分子链段活动，使染料分子容易扩散进入纤维。
载体还能增加纤维对染料的平衡上染量，染得较浓的颜色。染色时，将分散剂、染料、载体加入染浴，升温到近沸,染1小时左右。用邻苯基苯酚钠盐作载体在温度高于60℃后，需要逐步加入醋酸等酸性物质，使钠盐逐步转变成游离酚而起载体的作用。染色后应充分水洗、皂洗去除残留载体，因载体有一定毒性并会降低染色品的日晒牢度。
② 高温染色法：在密闭染槽中染色，因染槽中染液温度高于100℃蒸汽压力大于1个大气压，又称高温高压染色法。适用于纤维、纱线和织物染色。染液温度增高后，染料在染液中的溶解度和纤维的染色饱和值，以及染料在纤维中的扩散速率都可提高，不但上染速率快，平衡上染量也有增加。染色时在染浴中加入染料、分散剂和匀染剂，染液维持在pH5左右,在70℃左右开始上染，逐渐升温到约130℃后，续染1小时左右，然后降温、排液、水洗和皂洗。
③ 热溶染色法：是高温干态条件下，染料迅速扩散进入纤维的染色方法。适用于大批量浅、中色织物的连续轧染，生产效率很高。选用的染料应颗粒细小、有较高的升华牢度，于室温下浸轧加有防泳移剂的染料悬浮液，使染料颗粒沉积在织物组织中。
烘干时应逐渐均匀升温，以减轻染料泳移而引起的染色不匀。干后再进行焙烘，当升温达到一定程度时，沉积在纤维表面的染料即对纤维上染，有少量染料因升华而散失在大气中。焙烘温度主要视染料的升华牢度高低而定,一般为180～220℃。焙烘时间依设备的加热方式织物组织结构和染色深度等条件而定。以热空气作为加热介质时，焙烘时间一般为1～1.5分钟。
涤纶／纤维素纤维的混纺织物用分散染料染涤纶组分时，染料主要沉积在纤维素纤维表面。焙烘时，纤维素纤维上的染料通过升华和接触转移到涤纶上，残留在纤维素纤维上的少量染料在焙烘后洗去。焙烘温度一般不超过200℃,以防止纤维素纤维损伤。如用常压高温蒸汽（过热蒸汽）作为加热介质，焙烘温度可比用热空气时低10～20℃。
涤纶纺织物也可用不溶性偶氮染料染色。色酚和色基分子量较小的可在常压下浸染，分子量较大的需用高温染色。在常压染色时，将色基先用分散剂调成浆状再配成染浴,投入纺织物升温至100℃染数十分钟，然后加入含有分散剂的色酚悬浮液，续染 1小时左右。水洗后，再用稀盐酸和亚硝酸钠溶液处理，使色基重氮化、偶合而显色。
染色性能与锦纶相近，主要用酸性染料。