הלכה למשה מסיני שכתיבת הסת”ם צריכה להיות בדיו (ירושלמי מגילה א, ט). הגדרת הדיו שהוא שחור לחלוטין וצבעו עמיד, אבל אם צבעו נוטה לירוק או כחול או אדום – פסול. כתב אפילו אות אחת בצבע שאינו שחור – פסול (רמב”ם תפילין א, ה; שו”ע או”ח לב, ג; יו”ד רעא, ו). לכתחילה צריכה להיות לדיו עוד תכונה, שניתן יהיה למוחקו, ועל ידי כך יוכלו לתקן אותיות שנפלה בהן טעות. לכן היו שהורו שלא לערב בדיו קנקנתום שקשה למוחקו (עירובין יג, א; רמב”ם שם א, ד).
נהגו להכין את הדיו מעשן של שמנים, זפת או שעוה, ובכך יצרו את הצבע השחור. כדי שהעשן יידבק היטב לקלף גיבלו אותו ב’גוֹמא’, היינו שרף אילן, ובמעט דבש. לאחר מכן היו מייבשים את התערובת עד שנעשתה רקיקים, ולפני הכתיבה היו ממיסים את הרקיק במי עפצים וכותבים (רמב”ם תפילין א, ד-ה). החסרון היה, שדיו זה לא נצמד לקלף בעמידות גבוהה, ולעיתים נטה להתפורר ולנשור מעל הקלף. כדי ליצור דיו עמיד, נהגו להכין דיו במי עפצים עם קנקנתום וגומא. ‘עפצים’ הם גידולים עגולים הנוצרים על צמחים, בייחוד על עץ אלון, כתגובה לעקיצות של חרקים. טוחנים את העפצים ומבשלים אותם, ובכך מקבלים תמיסה עשירה בחומר שנקרא ‘טאנין’. קנקנתום הוא גופרת ברזל. כאשר מפגישים קנקנתום עם מיצוי עפצים נוזלי, נוצר צבע שחור מבריק, שנקשר היטב לקלף. מערבים אותו עם ה’גומא’ כדי לגבשו ולדבקו. בכך נוצר דיו חזק מאוד, ואף שקשה למוחקו, הוא כשר. וגם אם לא היה נמחק כלל, היה כשר בדיעבד (רמב”ם שם; שו”ע יו”ד רעא, ו; שועה”ר לב, ד).[5]
לעיתים קורה שהצבע השחור דוהה ונוטה מעט לגוון אפור-אדמדם. יש אומרים שבכך כתב הסת”ם נפסל, הואיל והאותיות שלו אינן שחורות לגמרי. ובתפילין ובמזוזות, שצריך לכותבן כסדרן, אין אפשרות לתקן זאת על ידי העברת קולמוס עם דיו שחור (פמ”ג, קסת הסופר ג, ב; ט, ט). אולם לדעת רוב הפוסקים, כתב סת”ם שאירע לו דבר זה כשר, הואיל ונכתב בדיו כשר, וכך היא דרכו של הדיו, שבמשך הזמן הוא מקבל גוון אדמדם, וגם אז הוא נקרא שחור. אך טוב להעביר עליו קולמוס עם דיו שחור (חת”ס יו”ד רנו; מ”ב לב, קכח; ישכיל עבדי ח”ה יו”ד נג).
לשו”ע (יו”ד רעא, ו), לכתחילה נכון לעשות את הדיו מעשן שמנים, והוסיף הרמ”א עפ”י הזוהר (ח”ב רע”מ קנט, א), שיהיו השמנים יוצאים מהעץ. ונעזרים בגומא ועפצים (דיו עשנים). אך מצד הדין גם אם אינו מהעץ, כשר.
למעשה כתבו האחרונים, שהמנהג הרווח לערב קנקנתום בדיו, אף שאינו נמחק ואינו יוצא מהעץ, מפני שהוא עמיד יותר. כ”כ רבים, ומהם: בית יוסף (לב, ג), מהר”ם פרובינצאלו לט, ב”ח (רעא, ו), בני יונה (רעא, יז), שועה”ר (לב, ד), ברכ”י (רעא, ז), זכור לאברהם (יו”ד ס), קסת הסופר (ג, א), מ”ב (לב, ח), קול יעקב (רעא, יז). ויש מהדרים לכתוב בדיו מעץ בלא קנקנתום (דיו עשנים). ולטענתם הדיו מקנקנתום ברבות השנים מאדים מעט. אולם רוב הסופרים כותבים בדיו עם קנקנתום, משום שחוששים שדיו מעשנים עלול להתנתק ולקפוץ מהקלף.
סופרים שרוצים להדר בתיוג התגים, רשאים להשתמש ברפידוגרף, שהוא עט דקיק של גרפיקאים (יריעות שלמה ח”א, ג, 7). כי רק דיו שנוצר מדברים שאסורים באכילה פסול, ובפועל אין מייצרים כיום דיו מדברים שאסורים באכילה.