丝光过程包含一系列的化学和物理化学变化，因此棉织物的丝光是一个复杂的过程。烧碱与天然纤维素（纤维素I）作用，生成碱纤维素。碱纤维素有两种类型，一种是加成化合物Cell-OH·NaOH ，另一种是醇化合物 Cell-ONa 。 醇化合物生成条件相当苛刻，碱浓度必须在500g/L以上，通常在丝光条件下难以达到，一般以生成加成化合物为主。不论哪一种类型，它们都极不稳定，经水洗易水解成水合纤维素，再经脱水烘干即成为丝光纤维素（纤维素II）。整个丝光过程，纤维素变化可用下式变化：棉纤维在浓烧碱作用下生成碱纤维素，并使纤维发生不可逆的剧烈溶胀，其主要原因是由于钠离子体积小，不仅能进入纤维的无定形区，而且还能进入纤维的部分结晶区；同时钠离子又是一个水化能力很强的离子，1mol钠离子可水化66mol的水。钠离子周围有较多的水分子，形成很厚的水化层。当钠离子进入纤维内部并与纤维结合时，大量的水分也被带入，因而引起纤维的剧烈溶胀。一般来说，随着碱液浓度的提高，与纤维素结合的钠离子数增多，水化程度提高，因而纤维的溶胀程度也相应增大。当烧碱浓度增大到一定程度后，水全部以水化状态存在，此时若再继续提高烧碱浓度，对每个钠离子来说，能结合到的水分子数量有减少的倾向，即钠离子的水化层变薄，因而纤维溶胀程度反而减少。由于棉纤维在浓碱溶液中发生剧烈溶胀，从而使棉纤维的形态发生变化。表现在棉纤维上的螺旋状扭曲消失，经向收缩，横向增大，其特有的腰子形截面增大而变圆，胞腔趋向消失。同时也使棉纤维的微结构发生变化，晶区减少，无定形区增多，定向度有所提高。由于棉纤维结构、形态的变化，使纤维的物理化学特性也相应改变，呈现出优良的性能。