L'acqua e l'olio non si mescolano a causa delle loro proprietà molecolari. Da un lato, l'acqua ha una leggera carica positiva ed è attratta dagli atomi e dalle molecole con una carica negativa. L'olio è una sostanza elettricamente neutra e non ha affinità per l'acqua. Le molecole d'acqua hanno anche un'alta tensione superficiale e sono fortemente attratte l'una dall'altra. Per miscelare acqua e olio è necessario un intermediario di superficie.
Poiché l'acqua e l'olio sono naturalmente immiscibili, l'acqua da sola non può pulire le superfici unte. I detergenti, che sono composti da tensioattivi, svolgono due funzioni che aiutano l'acqua e l'olio si mescolano. Poiché l'acqua è una molecola polare, c'è una carica netta positiva sui suoi atomi di idrogeno e una carica netta negativa sui suoi atomi di ossigeno. Pertanto, il lato positivo del tensioattivo viene respinto dall'acqua e il lato negativo è attratto dall'acqua.
La molecola di tensioattivo è più liberale rispetto alla molecola d'acqua, e riduce la sua tensione superficiale mentre porta l'olio e l'acqua insieme. La fine della molecola di tensioattivo che attira l'acqua si attacca alla molecola d'acqua, mentre l'estremità che respinge l'acqua si attacca alla molecola di olio.
La miscela risultante è un'emulsione in cui piccole gocce di olio sono sospese nella miscela detergente-acqua, dove possono essere lavate via.
