長年ネット上で囁かれてきた「刺青は皮下脂肪まで深く彫り、タトゥーは表皮近くの浅い部分に彫る」という言説は、皮膚解剖学の観点から明確に否定されます。皮膚は外側から「表皮（約0.2mm）」「真皮（約1〜2mm）」「皮下組織」の3層構造で成り立っています。新陳代謝（ターンオーバー）によって角質が剥がれ落ちる表皮に色素を入れても数週間で消えてしまい、逆に皮下組織まで深く針を入れてしまうと、毛細血管にインクが流れ込んで激しく滲むだけでなく、重篤な肉芽腫や感染症を引き起こします。
つまり、刺青タトゥー針の深さはいずれも真皮浅層から中層（表皮下1〜2mm程度）で一致しており、解剖学的な侵入深度に根本的な差はありません。しかし、仕上がりや質感に圧倒的な差を生み出すのは、針を駆動させる器具と色素の物理的性質です。
手彫りとタトゥーマシンの違いは、針が皮膚に入るストローク数と圧力にあります。伝統的な手彫りは「ノミ」や竹串の先端に束ねた針を用い、彫師の指先の感覚と体重の乗せ方でリズミカルに真皮へと色素を送り込みます。1点ごとに突くため真皮の同一深度に色素が密に留まり、重厚なグラデーション（ボカシ）を形成します。対してタトゥーマシンは、電磁石（コイル式）または小型モーター（ロータリー式）によって毎分数千回から1万回以上の超高速往復運動で針を駆動させます。均一なラインを迅速に引く作業や、微細なポートレート描写に極めて適しています。
使用される色素における刺青タトゥーインク墨の違いも決定的な要素です。伝統的な和彫りでは、奈良墨などに代表される植物性油煙や松煙を原料とした「和墨（青墨）」や、朱（水銀朱やベンガラ）が用いられてきました。墨の微粒子は真皮層のマクロファージ（貪食細胞）に取り込まれた後、生体反応と皮膚の光屈折によって独特の青みを帯びた「藍色」へと発色します。一方で現代のタトゥーインクは、医療グレードの精製水やエタノールに有機顔料・合成顔料を高分散させたアクリル樹脂ベースが主流であり、鮮やかな赤、青、蛍光色など無限に近いカラーバリエーションの再現が可能です。
施術時の刺青タトゥー痛みの違いについて、施術経験者や彫師への取材では興味深い身体感覚の相違が語られます。マシンの痛みは「皮膚の表面を高速の針で引っ掻き続けられるような鋭い熱感を伴う痛み」と表現されるのに対し、手彫りは「ズシンと骨に響くような重い鈍痛」と形容されます。ただし、痛みの強弱そのものは器具の違い以上に、肋骨の上、鎖骨、足首、関節周辺など皮膚が薄く神経が密集している部位かどうかに大きく左右されます。
