Der Vorgang der Tätowierung besteht grundsätzlich in einer Punktierung der Haut, wobei gleichzeitig mit dem Durchstechen ein Farbstoff in die Haut eingebracht wird. Hierbei ist darauf zu achten,
dass der Stich weder zu oberflächlich noch zu tief angebracht wird. Im ersten Fall würde der eingelagerte Farbstoff lediglich in die Zelllagen der Epidermis eingebracht werden. Dies hätte zur
Folge, dass bei der fortwährenden Erneuerung dieser Hautschicht ein Abwachsen und eine Abstoßung der Farbteilchen nach außen gleichzeitig mit den Epidermiszelllagen erfolgen würde. Im zweiten
Fall, wenn also der Stich zu tief in die Haut vorgenommen wird, kommt es durch die auftretenden Blutungen zu einem Auswaschen der Farben. Dauerhaft haltbar sind diejenigen Farbpigmente, die in
der mittleren Hautschicht (Dermis) und zwar im Zelltyp der Fibroblasten eingelagert sind.
Die im Westen gebräuchlichste Methode ist das Arbeiten mit einer elektrischen Tätowiermaschine. Hier wird z. B. mit Hilfe zweier Spulen ein Magnetfeld erzeugt, das eine Anzahl feiner, an eine
Stange gelöteter Nadeln schnell vor- und rückwärts bewegt. Eine weitere Tätowiermaschine arbeitet mit einem Elektromotor, der über einen Exzenter die Auf- und Abwärtsbewegung erzeugt. Diese
Maschinenart wurde um 1970 von dem Frankfurter Horst Streckenbach und Manfred Kohrs entwickelt und gebaut.
Die Geschwindigkeit ist abhängig von den einzelnen Tätowiermaschinen, der Technik und dem gewünschtem Effekt, z. B. Linien oder Schattierungen, liegt aber zwischen ca. 800 bis 3.500 Bewegungen
pro Minute. Die Tinte hält sich dank einer Kapillarwirkung zwischen den Nadeln und wird durch die Schnelligkeit der Bewegung ähnlich leicht in die Haut gebracht wie beim Zeichnen mit einem Stift
auf Papier. Im Gegensatz zum Papier wird die Haut aber mit der einen Hand unter Spannung gehalten, die andere Hand bringt das Bild ein.
Neben dieser Technik des Tätowierens existieren noch viele weitere Möglichkeiten, dauerhafte Hautzeichnungen herzustellen. Zu nennen wäre hier beispielsweise das Einschneiden der Haut und ein
Einreiben der Wunde mit Tinte, Asche oder sonstigen farbgebenden Stoffen (s.g. Cutting), oder das Tätowieren mit Nadel und Faden, bei dem eine mit Faden umwickelte Nähnadel in Tinte getaucht und
dann in die Haut gestochen wird. Zurück bleiben hierbei die typischen so genannten Knast-Tattoos – unter der Haut verlaufene Tintenkleckse formen die berühmten drei Punkte, Tränen, Namenszüge
oder primitive Bildchen.
Es gab und gibt in der langen Geschichte der Tätowierung aber noch andere manuelle Tätowiertechniken. Bei den Völkern Polynesiens war eine Art Tätowierkamm gebräuchlich, der aus verschiedenen
Pflanzenteilen oder Knochen hergestellt wurde und an einem langen Stab befestigt war. Die Spitzen des Kammes wurden durch rhythmisches Schlagen auf den Griff in die Haut getrieben, wo sie eine
Tinte gemischt aus Wasser und Asche oder verbrannten Nüssen einbrachten. Diese Kämme gab es in unterschiedlichen Breiten, sie hinterließen aber immer Linien, niemals Punkte.
Die Irezumi genannten traditionellen japanischen Tätowierungen werden auch heute noch häufig manuell gefertigt, obwohl sich westliche Tätowiermaschinen auch in Japan längst großer Beliebtheit
erfreuen. Hierzu dienen Nadeln, die, wie bei einem Pinsel, an langen Bambusgriffen befestigt sind. Diese Technik erfordert sehr viel Übung, erlaubt aber dem Meister der sie beherrscht, durch
Variation in der Tiefe des Stiches seine Tätowierungen mit großer Präzision und Kontrolle herzustellen.
Die Inuit hingegen zogen mit Farbe getränkte Fäden oder Sehnen unter der Haut hindurch, um eine dauerhafte Zeichnung zu erhalten. Die wohl bekannteste Form der unfreiwilligen Tätowierung, die auf
dem gleichen Prinzip beruht, ist die sog. „Schmutztätowierung“. Ganze Generationen von Fußballspielern tragen zeitlebens Aschepartikel unter der Haut ihrer Knie, die bei einem Sturz durch
Schürfwunden dorthin gelangten.