苏木素染色(hematoxylin staining or haematoxylin staining)，也被称作苏木精染色，是常用的组织和细胞的染色方法之一。无色的苏木素(hematoxylin)氧化后形成有醌环结构(quinoid ring)的氧化苏木素(hematein or haematein)，从而可以和三价的铝离子、铁离子等形成有颜色的带正电荷的复合物(如hematein-Al3+ complexes)。氧化苏木素(也称氧化苏木精)和铝离子等形成有色的复合物的过程也被称为Dye Lake Formation。细胞核内基因组DNA的双螺旋结构中，双链上的磷酸基团向外，带负电荷，呈酸性，很容易与带正电荷的氧化苏木素复合物结合，从而形成细胞核染色。苏木素染色液有多种不同的配制方法，不同的方法可以把细胞核染色成不同深浅的蓝色或蓝紫色。
伊红(eosin)是一种化学合成的酸性染料，在水中解离成带负电荷的阴离子，可以和蛋白质氨基上带正电荷的阳离子结合，从而使细胞胞浆染成不同程度的红色或粉红色，与苏木素染色液染色形成的蓝色细胞核形成鲜明对比，从而使苏木素伊红(HE)染色成为病理组织切片中广泛使用的一种常规染色方法。
苏木素伊红染色后细胞核呈现蓝色，细胞浆呈现粉红色或红色。