头发主要由角蛋白构成，这些蛋白质结构在特定条件下会分解。酶类物质比如蛋白酶能分解角蛋白的肽键，酸类比如柠檬酸或氢氧化钠会破坏蛋白质的三维结构，溶剂如丙酮能溶解角蛋白中的脂质成分，氧化反应则通过氧化角蛋白中的硫键实现分解。头发在常温下直接分解困难，需要特定条件比如高温、酸性环境或催化剂参与。

头发角蛋白含水量超过13%时才具备活性，这时候酶类（如木瓜蛋白酶）在37-45℃下开始分解，实验数据显示37℃时分解速度比25℃快2.3倍。酸类处理时pH值低于3或高于11才能有效，比如浓硫酸在0℃就能使头发碳化，而弱酸如醋酸需要加热至60℃才显著起效。溶剂分解存在挥发性问题，丙酮处理头发后残留量超过5%会损伤皮肤，所以常配合氧化反应（如过氧化氢）使用。氧化反应需要光照或金属离子催化，紫外线照射下头发分解时间缩短40%，但过度氧化会导致发色变化。这些物质单独使用效果有限，常组合使用比如先用酶预处理软化，再用酸处理溶解，用溶剂清洁残留。