增溶作用是表面活性劑在水溶液中形成膠束後的一種現象，它能使難溶或不溶於水的有機物的溶解度顯著增大。增溶作用的方式主要有以下幾種：
非極性分子在膠束核心的增溶。飽和脂肪烴、環烷烴及苯等不易極化的非極性有機化合物溶於膠束的核心中，形成類似非極性碳氫化合物溶液的環境。
在表面活性劑分子間的增溶。對於分子結構與表面活性劑相似的極性有機化合物（如長鏈的醇、胺、脂肪酸和極性染料等）增溶於膠束的「柵欄」之間，其非極性碳氫鍵插入膠束內部，而極性頭插入表面活性劑極性基之間。
在膠束表面的吸附增溶。既不溶於水也不溶於非極性烴的小分子極性有機化合物在膠束表面的增溶，通過被吸附於膠束表面區域或靠近膠束表面的分子「柵欄」區域完成。
聚氧乙烯鏈間的增溶。以聚氧乙烯基為親水基團的非離子表面活性劑，通常將被增溶物包藏在膠束外層的聚氧乙烯鏈中。這種方式適用於較易極化的碳氫化合物，如短鏈芳香烴類化合物。
增溶作用在乳液聚合、膠束驅油、洗滌作用及某些生理過程中都有重要作用。增溶作用的效率受多種因素影響，包括增溶劑和增溶質的性質、增溶劑的親水疏水平衡值(HLB值)、溫度、增溶劑的用量等。