V oblasti vedy o farbách a priemyselných aplikáciách spočíva dôvod, prečo farbivá a pigmenty dodávajú rôznym materiálom živé farby, v zásade v ich jedinečných fyzikálno-chemických mechanizmoch. Aj keď sa obe zameriavajú na „vývoj farieb“, pri vytváraní komplementárnych farebných systémov sa spoliehajú na rôzne základné cesty.
Rozpustnosť farbív určuje, že ich mechanizmus účinku je zameraný na interakcie na-molekulárnej úrovni. Molekuly farbiva obsahujú chromofóry, ako sú konjugované dvojité väzby a aromatické kruhy, ktoré môžu absorbovať špecifické vlnové dĺžky viditeľného svetla a odrážať iné vlnové dĺžky, čím vykazujú farbu. Keď sa farbivá dostanú do kontaktu so zmáčateľnou matricou (ako sú bavlnené vlákna, hodváb alebo papier), pomocou vody alebo iných rozpúšťadiel, molekuly difundujú do matrice a viažu sa na povrchové skupiny matrice prostredníctvom kovalentných väzieb, iónových väzieb alebo vodíkových väzieb, čím sa dosiahne stabilná fixácia. Napríklad reaktívne farbivá vytvárajú kovalentné väzby s celulózovými vláknami v alkalických podmienkach; kyslé farbivá sa viažu na bielkovinové vlákna prostredníctvom elektrostatickej príťažlivosti. Tento proces molekulárnej penetrácie a viazania dáva vyfarbeniu farbiva dobrú priehľadnosť a jednotnosť, ale tiež kladie vysoké nároky na kompatibilitu média a podmienok procesu. Nerozpustnosť pigmentov určuje, že ich farebný vývoj závisí od fyzickej interakcie častíc so svetlom. Pigmenty sú dispergované v živicových, rozpúšťadlových alebo polymérnych matriciach ako extrémne jemné tuhé častice. Keď na ne svieti svetlo, na povrchu častíc dochádza k rozptylu a selektívnej absorpcii; neabsorbované svetlo ľudské oko vníma ako farbu. Pretože pigmenty priľnú iba k povrchu matrice a nepreniknú do vnútra, majú vynikajúcu kryciu schopnosť a odolnosť proti migrácii, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie vyžadujúce vysokú toleranciu voči mechanickému treniu, vystaveniu svetlu a poveternostným vplyvom. Anorganické pigmenty sa často spoliehajú na stabilné kryštálové štruktúry a vysokú chemickú inertnosť na dosiahnutie trvanlivosti; organické pigmenty dosahujú žiarivú farebnú spektrálnu hustotu prostredníctvom vysoko konjugovaných chromofórov, ale často vyžadujú povrchovú úpravu na zlepšenie disperzibility a odolnosti voči poveternostným vplyvom.
Vo všeobecnosti vývoj farby farbív pochádza z molekulárnej-úrovne rozpustnej väzby a absorpcie svetla, zatiaľ čo pri vývoji farby pigmentov dominuje rozptyl svetla a absorpcia nerozpustných častíc. Pochopenie rozdielov v ich základných princípoch pomáha pri vedeckom výbere materiálov a optimalizácii procesov v rôznych aplikačných scenároch, čím sa dosahujú efektívne a trvanlivé farebné efekty a položí sa teoretický základ pre vývoj zelených a funkčných farebných technológií.