染料植物可分为草本植物，木本植物；还可按生长状态分为野生植物，种植植物。

按染色性质分类

还原型：某些植物染料不溶于水，需要使用还原剂使其溶解使之上染纤维，然后再氧化复变为不溶性而固着在织物上的染料。如靛蓝的染色是先将不溶于水的靛蓝在碱性溶液中还原成可溶性的隐色体靛白，使之上染纤维，然后将织物透风氧化，再复变为不溶性的靛蓝而固着在织物上。

直染型：某些植物染料的天然色素对水的溶解度好，染液能直接吸附到纤维上，可以采用直接染色法染色的染料，如红花、冻绿等。

媒染型：某些植物染料天然色素对水的溶解度颇好，染液成分虽然能直接吸附到纤维上，但染色牢度较差，需要采用助剂或媒染剂进行染色的一类染料。

直染、媒染型：即可直接进行染色，也可利用媒染剂进行染色的一类植物染料。如黄柏、姜黄、栀子等。

其他类型：利用植物染料中天然色素对酸碱性的溶解度不同，使之在纤维上固着染色，如红花、郁金。

按化学结构分类

天然染料有多种化学结构，按化学组成可分为：

类胡萝卜素类：栀子黄

类黄酮类：槐花黄、青茅草黄、杨梅黄、红花红、紫杉红等

醌类：大黄黄、茜草根红、紫草紫等

多酚类：石榴根黑、槟榔子黑、棕儿茶树皮黑、栗树皮黑、木包树皮黑、杨梅树皮黑等

二酮类：姜黄素

吲哚类：靛蓝

生物碱类：黄柏

叶绿素类：大多数绿色植物

按颜色分类

按颜色分类是指按纤维或织物染色后的颜色对天然染料进行分类：

红色系的植物染料：茜草、红花、苏木等。

黄色系的植物染料：有栀子、槐花、姜黄等。

蓝色系的植物染料：蓼蓝、菘蓝、木蓝、马蓝等，紫色系的植物染料：紫草、紫檀(青龙木)、野苋、落葵等。

绿色系植物染料：冻绿及含叶绿素的植物。

棕色系的植物染料：有茶叶、杨梅栎木、栗子果皮、胡桃、冬瓜等。

灰色与黑色素的植物：菱、五倍子、盐肤木、柯树、槲叶(槲若)，漆大姑、钩吻(野葛)、化香树、乌桕、菰等。主要是利用鞣质植物染料在纤维上经媒染生成灰、黑色系。