水合作用是一種涉及水分子與溶質分子或離子結合的過程，這一過程可以釋放熱量，並且在水溶液中普遍存在。當溶質溶解在水中時，其分子或離子與水分子結合，形成水合分子或水合離子，這種結合作用稱為水合作用。水合作用既可以涉及化學變化，也可以僅僅涉及物理變化，這取決於過程中鍵的形成與否。例如，食鹽溶於水時，只是產生了氯離子和鈉離子，離子鍵斷裂而沒有新的鍵形成，因此這個過程屬於物理變化。
在皮膚護理領域，水合作用指的是水分與皮膚表皮層結合的過程，對維持皮膚健康非常重要。適度的水合作用可以幫助保持皮膚的健康和年輕。
此外，還有疏水水合的概念，這是指非極性物質（如某些烴類和蛋白質）與水相互作用的過程。由於這些物質的非極性特性，它們與水分子之間產生斥力，導致疏水基團附近的水分子之間的氫鍵增強，從而影響水的結構。