Các hóa chất trong keo xịt tóc khác nhau tùy theo nhãn hiệu nhưng thường bao gồm polyme, chẳng hạn như polyvinylpyrolidine. Một số còn chứa chất đồng trùng hợp với anhydrit maleic hoặc chất đồng trùng hợp với vinyl axetat. Trong các trường hợp khác, keo xịt tóc được làm bằng polyme tự nhiên.
Keo xịt tóc về cơ bản được tạo thành từ các polyme, là các phân tử giống như chuỗi dài và một dung môi dễ bay hơi. Khi keo xịt tóc được thoa lên tóc, nó sẽ đọng lại một lớp polyme cực kỳ cứng trên tóc. Dung môi ngăn không cho polyme trở nên cứng cho đến khi bay hơi, sau đó polyme được phép cứng lại.
Khi keo xịt tóc lần đầu tiên được phát minh vào những năm 1940, dung môi được tạo thành từ clo, flo và cacbon. Dung môi này rất lý tưởng cho các hộp bình xịt vì nó không cháy và không độc hại; tuy nhiên, sau đó người ta phát hiện ra rằng sự kết hợp này gây ra sự phá hủy tầng ôzôn ở tầng bình lưu của Trái đất. Đó là khi các thành phần này được thay thế bằng các dung môi khác, bao gồm hydrocacbon và rượu. Các dung môi thay thế này dễ cháy.
Hóa chất polyvinylpyrrolidine được sử dụng trong một số sản phẩm keo xịt tóc cũng giống như được sử dụng trong ván ép để dán các lớp gỗ lại với nhau. Trong khi polyvinylpyrrolidine có thể hòa tan trong nước, hầu hết các nhà sản xuất keo xịt tóc cũng thêm polydimethylsiloxane, chất không tan trong nước, để giúp keo xịt tóc giữ nếp lâu hơn.
