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染色是用不同的染液浸染组织切片，使染液和组织细胞内的各种成分通过化学结合或物理吸附作用显示出不同的颜色，产生不同的折射率，以便于在光学显微镜下进行观察，进行形态学诊断和研究。苏木精和伊红染色方法，简称HE染色，是生物学和医学中细胞与组织最广泛应用的染色方法，在病理学实验室中被称为常规染色方法。
苏木精是从中南美洲的一种植物洋苏木的淡红棕色木材中提炼出来的，洋苏木主要产自墨西哥的坎佩切，现在主要种植于西印度群岛。苏木精的获取过程为先用热水从洋苏木中提取，再用尿素使其从水溶液中沉淀出来。苏木精本身并不是染料，其主要氧化产物苏木红是一种天然染料，是染料的主要成分。苏木红可用两种方法由苏木精制得，一种是自然氧化（成熟氧化），苏木精暴露于光和空气中3~4个月，生成物染色能力可维持很长时间，如Ehrlich氏苏木精和Delafield氏苏木精；另一种是化学氧化，用碘酸钠或汞氧化物将苏木精（如Mayer氏苏木精或Harris氏苏木精）瞬间氧化成苏木红，一般使用寿命较短。
细胞核内染色质的主要成分是DNA，在DNA双螺旋结构中，两条链上的磷酸基向外，带负电荷，呈酸性，很容易与带正电荷的苏木精碱性染料以离子键或氢键形式结合从而被染色。苏木精在碱性溶液中呈蓝色，所以细胞核被染成蓝色。
细胞质内的主要成分是蛋白质，为两性化合物。细胞质的染色与pH有密切关系，当pH调到蛋白质的等电点pH 4.7~5.0时，细胞质对外不显电性，此时酸性或者碱性染料不易染色。当pH调到6.7~6.8，大于蛋白质的等电点pH时，表现出酸性电离，成为带负电荷的阴离子，可被带正电荷的碱性染料染色，但同时细胞核也被染色，导致细胞核和细胞质难以区分。因此，必须把pH调到蛋白质等电点pH以下，在染液中加入醋酸使细胞质带正电荷（阳离子），就可以使细胞质被带负电荷（阴离子）的酸性染料染色。伊红是一种化学合成的酸性染料，能在水中解离成带负电荷的阴离子，与蛋白质中的正电荷（氨基阳离子）结合从而使细胞质染色。细胞质、红细胞、肌肉、结缔组织、嗜伊红颗粒等被染成不同程度的红色或者粉红色，与蓝色的细胞核形成鲜明对比。因此，伊红是细胞质的良好染料。
将组织蜡块固定于切片机蜡块夹头，调整蜡块和刀刃至适当位置（刀刃与蜡块表面呈5°夹角），先修切蜡块表面至其中的组织块被完整、全部切到，再进行切片。切出的蜡片应连续成带状，均匀完整，无刀痕、颤痕、皱褶、开裂、缺损、松解等。用专门的小镊子轻轻夹取完整、无刀痕、厚薄均匀的蜡片，放入冷水中，再将蜡片置放在载玻片上经展片仪于温水（约55 ℃）中全面展开，调整蜡片至载玻片右2/3中央处。蜡片与载玻片之间无气泡。最后将石蜡切片于65 ℃下干燥15~30 min。石蜡切片厚度为4~6 μm，如为淋巴造血组织切片，厚度可减少为2~3 μm。
（1）石蜡切片经二甲苯Ⅰ、Ⅱ脱蜡各10 min。
（2）经无水乙醇Ⅰ、Ⅱ，95%乙醇Ⅰ、Ⅱ，80%乙醇至蒸馏水浸泡各1 min。
（3）用苏木精染液浸染5~10 min，用流水清洗。
（4）用1%盐酸乙醇液分化1~3 s，稍用水清洗。
（5）用温水或5%碳酸锂水溶液返蓝5~10 s，流水冲洗1~2 min。
（6）用蒸馏水洗1 min。
（7）用0.5%伊红染液浸染1~3 min，水洗。
（8）经80%乙醇，95%乙醇Ⅰ、Ⅱ，无水乙醇Ⅰ、Ⅱ浸泡各1 min。
（9）经二甲苯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ透明各1 min，中性树胶封固。
冷冻切片多用于新鲜组织和低温冷藏的组织块等。恒冷箱切片机的冷室温度一般为-20~-15 ℃。将组织固定器放置在速冻台上，先放少量冷冻包埋剂（OCT）或羧甲基纤维素，待冻结后将组织块放上，并在其周围加入适量的包埋剂，将组织块包埋。组织冻结后，将组织固定器装到切片机夹头上，调整组织切面至与刀刃平行并贴近刀刃，将厚度调至适当的位置后，关闭观察窗。初步修出组织切面后，放下防卷板，开始切片。切出的切片用载玻片贴附后，立即进行固定。冷冻切片的厚度为6~10 μm。冷冻切片的固定液可以使用冷冻甲醇、乙醚-乙醇液或者乙醇-冰醋酸液等。
（1）冷冻切片固定10~30 s，稍用水清洗。
（2）用苏木精染液浸染30~60 s，用流水清洗。
（3）用温水或5%碳酸锂水溶液返蓝5~10 s，流水冲洗10~20 s。
（4）用0.5%伊红染液浸染1~3 min，水洗10~30 s。
（5）经80%乙醇，95%乙醇Ⅰ、Ⅱ，无水乙醇Ⅰ、Ⅱ浸泡各30 s。
（6）经二甲苯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ透明各1 min，中性树胶封固。
细胞核呈蓝色，细胞质、肌纤维、胶原纤维和红细胞呈不同程度的红色。钙盐和细菌可呈蓝色或紫蓝色。