肥皂的去污原理主要基於其分子的特殊結構和組成。肥皂分子的親水部分（通常是羧酸根）使其能夠在水中溶解，而疏水部分（通常是烴基）則使其能夠與油脂結合。當肥皂與髒物接觸時，其親水頭部吸附在污垢表面，而疏水尾部則插入污物中的油脂中去，形成膠淀液狀物質，這種物質能夠包裹油脂和污垢分子，使其形成微小的乳濁液滴，從而降低油脂和污漬的附著力。
在清洗過程中，通過搓揉和機械振動，這些小油滴從衣物上分離並分散到水中，由於水的表面張力降低，油質更容易被潤濕，從而使油污與衣物逐漸分開，最終隨水流沖洗而去。此外，肥皂中的乳化劑有助於將油脂類污漬乳化成微小顆粒，進一步減小其附著力，便於清洗。
需要注意的是，硬水中的鈣離子和鎂離子可能會與肥皂中的親水部分結合，形成沉澱，影響肥皂的清潔效果。