Phân tử lưỡng cực là các phân tử có cả phần cực và phần không phân cực trong cấu trúc của chúng. Các hợp chất hóa học có các phân tử này rất cần thiết cho một loạt các quá trình sinh học và công nghiệp.
Xà phòng, chất tẩy rửa và lipoprotein là những ví dụ về các phân tử lưỡng tính. Phần không phân cực của phân tử lưỡng tính là kỵ nước, có nghĩa là nó bị đẩy khỏi các phân tử nước. Phần không phân cực này cũng ưa béo, nghĩa là nó bị hút bởi các phân tử hữu cơ khác. Phần không phân cực thường là hydrocacbon mạch dài.
Phần cực của phân tử có thể bao gồm các nhóm gốc khác nhau bao gồm cacboxylat, sunfat, photphat và sunfonat. Phần phân cực này hoạt động theo cách gần như đối lập với phần không phân cực, vì nó bị hút nước và bị đẩy lùi bởi các phân tử phân cực.
Các hợp chất lưỡng tính thường có một số phần ưa béo và một số phần ưa nước gắn với xương sống cacbon trung tâm. Phospholipid là một loại phân tử lưỡng tính rất cần thiết cho sự sống. Các phân tử này là thành phần chính của màng sinh học. Hành vi lưỡng tính cụ thể của các phân tử phospholipid được xác định bởi cách chúng kết hợp với nhau. Các phân tử lưỡng tính sinh tổng hợp quan trọng khác là cholesterol và glycolipid.Các phân tử lưỡng tính nhân tạo có thể được điều chỉnh để thu hút và loại bỏ các loài hữu cơ không mong muốn, cho phép chúng hoạt động như chất hoạt động bề mặt.