Hydrofiilisyys on pinnan taipumus kastua tai imeä vettä. Yleisesti ottaen, kun pinta osoittaa hydrofiilisyyttä, vesimolekyylit muodostavat siteitä pinnan molekyyleihin. Materiaali ei välttämättä ole täysin hydrofiilinen tai hydrofobinen, koska nämä kaksi taipumusta ovat spektrin kaksi päätä, ja materiaali voi pudota mihin tahansa spektrin suuntaan.
Pinnalla, joka osoittaa hydrofiilisyyttä, vesimolekyylien väliset sidokset katkeavat helposti ja vesimolekyylit pystyvät sitoutumaan hydrofiilisen pinnan molekyyleihin. Yksittäisen happiatomin ja kahden vesiatomin väliset sidokset yhdessä vesimolekyylissä eivät ole katkennut, mutta eri vesimolekyylien vetyatomien välillä esiintyvät heikommat sidokset ovat. Kun nämä sidokset ovat rikki, hydrofiilisen pinnan molekyylit pystyvät muodostamaan sidoksia vesimolekyylien vetyatomeihin. Sen sijaan hydrofobiset pinnat eivät sitoudu helposti vesimolekyyleihin, jolloin vesi pysyy sidoksissa itseensä ja muodostaa pisaroita.
Kun vesimolekyylit ovat muodostaneet sidoksen hydrofiilisen pinnan kanssa, pinnan sanotaan olevan märkä. Kun vesi on imeytynyt molekyylitasolla, se voidaan poistaa toisesta molekyylirakenteesta haihdutusprosessin kautta. Yksinkertaisesti sanottuna, ottaen huomioon lämpimät, kuivat olosuhteet ja tietyn ajan, useimmat hydrofiiliset pinnat kuivuvat, kun nestemäinen vesi haihtuu ja karkaa ilmaan.
Vaikka on olemassa tapoja määrittää hydrofiilisyys käyttämällä tarkkoja matemaattisia kaavoja, on myös mahdollista karkeasti määrittää, kuinka helposti pinta imee vettä tekemällä muutamia yksinkertaisia havaintoja. Jos pinnalle jää vesipisaroita ja ne rullaavat helposti irti, kun pinta on kulmassa maata kohti, materiaalin sanotaan olevan erityisen hydrofobinen. Jos vesi sen sijaan imeytyy pintaan ja pinta kastuu, se on hydrofiilistä.
Useimmissa tapauksissa hydrofiilisyys viittaa siihen, kuinka helposti pinta reagoi vesimolekyylien kanssa. On myös mahdollista mitata pinnan hydrofiilisyys, kun se joutuu kosketuksiin muiden nesteiden kanssa. Kun tutkitaan pinnan käyttäytymistä eri nesteiden kanssa, sen hydrofiilisyyttä yhdelle nesteelle ei välttämättä ennusteta sen käyttäytymisestä toisen nesteen kanssa. Ymmärtäminen kuinka hydrofiilinen pinta on, voi auttaa insinöörejä kehittämään materiaaleja, jotka osoittavat oikean määrän hydrofiilisyyttä aiottua käyttöä varten.