oppervlakteactieve stoffen (gewoonlijk aangeduid als surfactanten) zijn amfipathische moleculen die bestaan uit een niet-polair hydrofoob gedeelte, meestal een rechte of vertakte koolwaterstof-of fluorkoolwaterstofketen met 8-18 koolstofatomen, die is bevestigd aan een polair of ionisch gedeelte (hydrofiel). Het hydrofiele gedeelte kan daarom niet-ionisch, ionisch of zwitterionisch zijn, vergezeld van tegenionen in de laatste twee gevallen. De koolwaterstofketen interageert zwak met de watermoleculen in een waterig milieu, terwijl de polaire of ionische hoofdgroep sterk met watermoleculen via dipool of ion-dipool interactie in wisselwerking staat. Het is deze sterke interactie met de watermoleculen die de oppervlakteactieve stof oplosbaar maakt in water. Nochtans, neigt de coöperatieve actie van dispersie en waterstof het binden tussen de watermoleculen om de koolwaterstofketen uit het water te persen, en vandaar worden deze kettingen bedoeld als hydrophobic. Het saldo tussen hydrophobic en hydrofilic deel van de molecule geeft deze systemen hun speciale eigenschappen, bijvoorbeeld, accumulatie bij diverse interfaces en vereniging in oplossing (om micellen te vormen). De drijvende kracht voor adsorptie van oppervlakteactieve stoffen is het verlagen van de vrije energie van de fasegrens. De interfaciale vrije energie per oppervlakte-eenheid is de hoeveelheid werk die nodig is om de interface uit te breiden. Deze interfaciale vrije energie, aangeduid als oppervlakte-of interfaciale spanning, γ, wordt gegeven in mJm-2 of mNm-1. Adsorptie van oppervlakteactieve moleculen aan de interface verlaagt γ, en hoe hoger de oppervlakteactieve adsorptie (d.w.z., hoe dichter de laag is), hoe groter de vermindering van γ. De adsorptiegraad van de oppervlakteactieve stof aan de interface hangt af van de structuur van de oppervlakteactieve stof en de aard van de twee fasen die aan de interface voldoen. Oppervlakteactieve stoffen aggregeren ook in oplossing die micellen vormen. De micelvorming (of micellisatie) is de vermindering van het contact tussen de koolwaterstofketen en het water, waardoor de vrije energie van het systeem wordt verminderd. In de micel, worden de oppervlakteactieve hydrofobe groepen gericht naar het binnenland van het aggregaat, en de polaire hoofdgroepen worden gericht naar het oplosmiddel. Deze micellen zijn in dynamisch evenwicht, en de snelheid van uitwisseling tussen een oppervlakteactieve molecule en de micel kan variëren door ordes van grootte, afhankelijk van de structuur van de oppervlakteactieve molecule.