Nước và dầu không trộn lẫn vì đặc tính phân tử của chúng. Một mặt, nước có điện tích dương nhẹ và bị hút bởi các nguyên tử và phân tử mang điện tích âm. Dầu là một chất trung tính về điện và không có ái lực với nước. Các phân tử nước cũng có sức căng bề mặt lớn và bị hút vào nhau rất mạnh. Một chất trung gian hoạt động bề mặt là cần thiết để nước và dầu trộn lẫn với nhau.
Vì nước và dầu tự nhiên không thể trộn lẫn nên chỉ nước không thể làm sạch các bề mặt nhờn. Chất tẩy rửa, bao gồm các chất hoạt động bề mặt, thực hiện hai chức năng giúp trộn lẫn nước và dầu. Vì nước là một phân tử phân cực, nên có một điện tích thuần dương trên các nguyên tử hydro của nó và một điện tích âm thuần trên các nguyên tử oxy của nó. Do đó, mặt tích cực của chất hoạt động bề mặt bị nước đẩy lùi và mặt tiêu cực bị nước hút.
Phân tử chất hoạt động bề mặt tự do hơn phân tử nước, và nó làm giảm sức căng bề mặt đồng thời mang dầu và nước lại gần nhau. Phần cuối của phân tử chất hoạt động bề mặt hút nước gắn vào phân tử nước, phần cuối đẩy nước gắn vào phân tử dầu.
Hỗn hợp thu được là một dạng nhũ tương trong đó những giọt dầu nhỏ lơ lửng trong hỗn hợp nước-chất tẩy rửa, nơi chúng có thể bị rửa trôi.
