超活染色（也稱為體外活體染色）的原理是，利用特定的染料對活體細胞內的某些結構進行著色，這些染料通常具有選擇性地固定在細胞內特殊結構上的能力。
這種染色方法主要用於顯示細胞內的特定結構，同時不影響細胞的正常生命活動。超活染色中使用的染料主要是鹼性染料，因為它們的膠粒表面帶有陽離子，能夠與細胞內具有相同電荷的部分相互作用，從而使得染料可以固定在這些特殊結構上。例如，詹納斯綠B是一種鹼性染料，它能夠專一性地對線粒體進行活體染色，這是因為線粒體內部的細胞色素氧化酶系統使得染料保持氧化狀態，呈現藍綠色；而線上粒體周圍的細胞質中，染料則被還原成無色狀態，從而使線粒體易於被觀察。
此外，中性紅也是一種鹼性染料，它對植物液泡系的染色具有專一性，能夠將活細胞中的液泡系染成紅色。