自由表面流是指流體表面在沒有約束條件下的流動，這種流動通常發生在液體和氣體之間，其中液體受到重力的作用而氣體則不受約束。自由表面上的壓強是相等的，這意味著在起伏運動中，液體表面各處的壓強保持一致。常見的自由表面流包括明槽流、河流、未充滿水的管流以及水工建築物中的壩面溢流等。
在物理學中，自由表面是在恆定垂直方向的應力和零平行方向的剪應力作用下的流體表面，例如液態水和在大氣層中的空氣。氣體不能在其自身形成自由表面。在重力場中的液體在沒有約束的條件下會形成一個自由表面，這個自由表面一定與作用在液體上的力垂直。在地球表面，所有液體的自由表面是水平面，除非有其他的外界干擾。
自由表面流動可以模擬多相流動的情況，其中不同的界面分開相。例如開口渠道流動、船體周圍擾流、容器灌裝問題、Pelton渦輪等。在模擬自由表面流動時，可以根據需要使用均質模型或非均質模型。均質模型的自由表面流動當需要時被用到，而非均質模型的表面自由流動模型被用於允許兩相被分離，這需要當其中一相不捲動另一相以及你需要讓相分離。
當涉及到自由表面流動時，還可以根據Froude準數來區分超臨界流和亞臨界流動。超臨界流的Froude準數大於1，而亞臨界流動（緩流）的Froude準數小於1。超臨界流的局部速度大於表面波速度，而亞臨界流的局部速度小於波速。此外，還有亞音速流動，其中局部流體速度是無窮小的壓力波流動。