overfladeaktive stoffer (normalt benævnt overfladeaktive stoffer) er amfipatiske molekyler bestående af en ikke-polær hydrofob del, normalt en lige eller forgrenet carbonhydrid-eller fluorcarbonkæde indeholdende 8-18 carbonatomer, som er bundet til en polær eller ionisk del (hydrofil). Den hydrofile del kan derfor være ikke-ionisk, ionisk eller tjitterionisk ledsaget af modioner i de sidste to tilfælde. Carbonhydridkæden interagerer svagt med vandmolekylerne i et vandigt miljø, hvorimod den polære eller ioniske hovedgruppe interagerer stærkt med vandmolekyler via dipol-eller ion-dipol-interaktioner. Det er denne stærke interaktion med vandmolekylerne, der gør det overfladeaktive middel opløseligt i vand. Imidlertid har den kooperative virkning af dispersion og hydrogenbinding mellem vandmolekylerne en tendens til at presse carbonhydridkæden ud af vandet, og derfor betegnes disse kæder som hydrofobe. Balancen mellem hydrofob og hydrofil del af molekylet giver disse systemer deres særlige egenskaber, for eksempel akkumulering ved forskellige grænseflader og forening i opløsning (til dannelse af miceller). Drivkraften for adsorption af overfladeaktivt middel er sænkning af fasegrænsens frie energi. Enhedsareal er den mængde arbejde, der kræves for at udvide grænsefladen. Denne grænsefladefrie energi, kaldet overflade−eller grænsefladespænding, krus, er angivet i mJm−2 eller mNm-1. Adsorption af overfladeaktivt stofmolekyler ved grænsefladen sænker kursen, og jo højere adsorption af overfladeaktivt middel (dvs.jo mere tæt laget er), jo større er reduktionen i kursen. Graden af adsorption af overfladeaktivt middel ved grænsefladen afhænger af overfladeaktivt stof struktur og arten af de to faser, der opfylder grænsefladen. Overfladeaktive midler aggregerer også i opløsningsdannende miceller. Drivkraften micelle formation (eller micellisering) er reduktionen af kontakten mellem carbonhydridkæden og vandet, hvorved systemets frie energi reduceres. I micellen er de overfladeaktive hydrofobe grupper rettet mod det indre af aggregatet, og de polære hovedgrupper er rettet mod opløsningsmidlet. Disse miceller er i dynamisk ligevægt, og udvekslingshastigheden mellem et overfladeaktivt molekyle og micellen kan variere efter størrelsesordener afhængigt af strukturen af det overfladeaktive molekyle.