Do wykonania trwałej ondulacji stosuje się substancje chemiczne. Po umyciu włosów i nakręcenia ich na wałki, fryzjer nakłada płyn, przeważnie alkaliczny, który niszczy zewnętrzne wiązania chemiczne, odpowiadające za stabilność i strukturę włosów. Stosując wysoką temperaturę proces ten można przyśpieszyć. Tradycyjne środki to kwas tioglikolowy. Obecnie stosuje się jednak łagodniejsze preparaty, które zawierają cysteinę. Działanie utrwalające powoduje środek utleniający, jak nadtlenek wodoru lub tlen powietrza, który nakłada się po zmyciu kwasu tioglikolowego lub środku zawierającego cysteinę. Powoduje on odnowienie się wiązań, które zapewniają utrzymanie nowo nadanej struktury włosów. Proces chemiczny stosowany do wykonania trwałej ondulacji narusza trwale substancję wiążącą włos