Les shampooings sont constitués d'une classe de produits chimiques appelés tensioactifs, qui ont la capacité d'abaisser la tension superficielle d'un liquide. Ces substances tensioactives entourent les substances huileuses et la saleté, ce qui facilite ensuite la tâche pour que l'eau les lave de la surface qui doit être nettoyée. Cette capacité à agir comme dégraissant rend les substances tensioactives populaires pour les applications de nettoyage et les produits comme les shampooings.
Bien que les shampooings soient principalement composés d'eau, c'est la concentration de 10 à 15 % de divers tensioactifs qui est responsable de l'action nettoyante. Quelques exemples de tensioactifs spécifiques sont le laurylsulfate de sodium, utilisé dans les shampooings médicamenteux, et les tensioactifs cationiques d'ammonium et de pyridinium, qui sont utilisés pour lutter contre les infections bactériennes et dans le nettoyage des plaies ouvertes.
Les autres caractéristiques des shampooings, telles que la capacité moussante et la douceur générale, proviennent d'éléments appelés boosters de mousse et agents de conditionnement. Parce que certains tensioactifs sont rugueux sur la peau, un agent de conditionnement est nécessaire pour en adoucir les effets. Ce sont des silicones, des polymères et des agents quaternaires avec divers noms chimiques longs. Les boosters de mousse sont des alcanolamides ou des bétaïnes, qui sont composés d'acides gras et sont solubles dans l'eau et l'huile. Ils sont responsables des bulles et de la capacité d'étalement du shampooing.