Химическите принципи на древното производство на хартия се отразяват главно в поредица от химични промени, които се случват по време на производствените процеси, включително обработка на суровини, готвене, производство на целулоза, производство на хартия и сушене.
В етапа на обработка на суровините суровините за производство на хартия са предимно растителни влакна, като коноп, кора и бамбук. Суровините се накисват в алкална варовита вода, която реагира химически с примесите в растителните влакна. Лигнинът, съдържащ се в растителните влакна, под въздействието на варовита вода се хидролизира, структурата му се разрушава и се отделя от влакната. Едновременно с това варната вода разгражда и пектина, като премахва примесите от фибрите и ги прави по-чисти.
В етапа на готвене накиснатите суровини се поставят в съд за готвене. При висока температура и алкални условия химичният състав на влакната се променя допълнително. Целулозата претърпява частично разграждане, нейната молекулна структура се променя, степента й на полимеризация намалява и молекулните вериги се скъсяват. Това подобрява гъвкавостта и пластичността на влакното, създавайки условия за последващо производство на хартия.
Процесът на пулпиране цели допълнително рафиниране и диспергиране на влакната, процес, който предизвиква химични реакции. Влакната са подложени на механични сили, причиняващи промени в повърхностните функционални групи. Например хидроксилните групи на повърхността на влакното претърпяват бавна окислителна реакция с кислорода във въздуха, генерирайки нови функционални групи,-съдържащи кислород. Тези нови функционални групи увеличават силата на водородното свързване между влакната, придавайки на хартията по-добра здравина и издръжливост.
В процеса на производство на хартия целулозата се разстила върху бамбуково сито или матрица и водата се отцежда, за да се оформи хартия. Тъй като водата се изпарява, разстоянието между влакната намалява и силите на взаимодействие се увеличават. Едновременно с това малките молекули върху повърхността на влакната се концентрират с изпарението на водата, образувайки химически връзки между влакната и повишавайки структурната стабилност на хартията.