środki powierzchniowo czynne (zwykle określane jako środki powierzchniowo czynne) są cząsteczkami amfipatycznymi składającymi się z niepolarnej części hydrofobowej, Zwykle prostego lub rozgałęzionego łańcucha węglowodorowego lub fluorocarbonowego zawierającego 8-18 atomów węgla, który jest przyłączony do części polarnej lub jonowej (hydrofilowej). Część hydrofilowa może być zatem niejonowa, jonowa lub zwitterionowa, której towarzyszą kontriony w dwóch ostatnich przypadkach. Łańcuch węglowodorowy słabo oddziałuje z cząsteczkami wody w środowisku wodnym, podczas gdy grupa polarna lub jonowa silnie oddziałuje z cząsteczkami wody poprzez interakcje dipolowe lub jonowo-dipolowe. To właśnie ta silna interakcja z cząsteczkami wody sprawia, że środek powierzchniowo czynny jest rozpuszczalny w wodzie. Jednak wspólne działanie dyspersji i wiązania wodorowego między cząsteczkami wody ma tendencję do wyciskania łańcucha węglowodorowego z wody, a zatem łańcuchy te są określane jako hydrofobowe. Równowaga pomiędzy hydrofobową i hydrofilową częścią cząsteczki nadaje tym układom ich szczególne właściwości, na przykład gromadzenie się w różnych interfejsach i skojarzenie w roztworze (tworząc micele). Siłą napędową adsorpcji środka powierzchniowo czynnego jest obniżenie wolnej energii granicy faz. Międzyfazowa energia swobodna na jednostkę powierzchni jest ilością pracy wymaganą do rozszerzenia interfejsu. Ta międzyfazowa energia swobodna, określana jako napięcie powierzchniowe lub międzyfazowe, γ, jest podana w mJm-2 lub mNm-1. Adsorpcja cząsteczek środka powierzchniowo czynnego na styku obniża γ, a im wyższa jest adsorpcja środka powierzchniowo czynnego (tj. im bardziej gęsta jest warstwa), tym większa jest redukcja γ. Stopień adsorpcji środka powierzchniowo czynnego na styku zależy od struktury środka powierzchniowo czynnego i charakteru dwóch faz, które spełniają styk. Środki powierzchniowo czynne również agregują w roztworze tworząc micele. Siłą napędową tworzenia Micelli (lub micellizacji) jest zmniejszenie kontaktu między łańcuchem węglowodorowym a wodą, a tym samym zmniejszenie wolnej energii układu. W micellu grupy hydrofobowe środka powierzchniowo czynnego są skierowane w kierunku wnętrza agregatu, a grupy głowy polarnej są skierowane w kierunku rozpuszczalnika. Te micele są w dynamicznej równowadze, a szybkość wymiany między cząsteczką środka powierzchniowo czynnego a micelem może się różnić o rząd wielkości, w zależności od struktury cząsteczki środka powierzchniowo czynnego.