直接染料具有磺酸基(-SO3H)或羧基(-COOH)等水溶性基团分子结构排列成直线型。芳环结构处于同一平面，因此直接染料对纤维素纤维具有较大的亲和力，在中性介质中直接染色，只要把昌泰化肥染料溶解干水，便可进行染色。

染料在溶液中被纤维吸附到表面，然后不断向纤维的无定形区扩散，与纤维大分子形成氢键和范德华力的结合。

其派生的染料有直接耐晒染料和直接铜盐染料。