表面吸附作用是指當環境中的氣體分子運動到足夠靠近固體表面時，由於固體表面的勢場作用，這些氣體分子被吸附到表面上，同時減少了固體的表面勢能。在吸附過程中，固體所減少的表面能以熱量形式不斷向外釋放，這種釋放的熱量被稱為吸附熱。被吸附的分子可能會參與固體的熱運動，但如果它們的熱運動動能足夠大，則可以克服吸附劑的分子吸引力，重新回到氣體中。
表面吸附作用也發生在液體表面，例如膠體表面由於具有巨大的比表面和表面能，因此在固液界面存在表面吸附作用。這種吸附可以是物理吸附，也可以是化學吸附。物理吸附主要由分子間引力（如範德華力）引起，而化學吸附則涉及化學鍵力。
此外，表面活性劑通過在溶液表面形成吸附層，可以改變液體表面的性質，如降低表面張力，從而促進乳化、分散和穩定等過程。表面活性劑是洗滌類化妝品中的重要成分，其除油、去污、抗靜電等作用主要是通過表面吸附來實現的。