斥水玻璃的原理主要基於其表面的特殊處理，使得雨水落在玻璃上時能夠迅速凝聚成水珠並滑落，而不是粘附在玻璃表面形成水漬。這種處理通常涉及在玻璃表面套用氟化物，形成一層保護層，這層保護層具有較低的表面能，使得玻璃表面與液體的相互作用力大於液體與玻璃表面的作用力。因此，水滴在玻璃表面不會潤濕，而是形成水珠滑落，從而保持玻璃清晰透明，不干擾司機的視線。
斥水玻璃的套用不僅限於汽車玻璃，還包括其他需要防雨防水的場合，如戶外裝備和建築玻璃等。這種玻璃的表面處理模仿了自然界中荷葉的自潔效應，即水珠在荷葉上會形成並滑落，從而保持葉面乾燥。斥水玻璃的表面接觸角通常大於150度，這意味著水滴與玻璃表面的接觸角大於90度，使得水珠能夠順利滾離玻璃表面。
除了化學處理，斥水玻璃的製作還可能涉及特殊的製造工藝，以形成具有憎水性的憎水膜。這種膜層能夠減少灰塵和污垢的粘附，並且在雨水或自來水沖洗下能夠達到防污和自潔的效果。需要注意的是，這種斥水效果並非永久的，在一般天氣條件下可以保持幾周時間。