表面自由能是物理學和化學中的一個重要概念，指的是在恆溫恆壓的條件下，增加物質表面積所需克服的分子間內聚引力所做的可逆功。
這種能量以勢能的形式儲存在新產生的表面上，表現為單位面積上的能量過剩。表面自由能對於理解潤濕性、粘附力、物質的穩定性以及相變等現象至關重要。在化學和材料科學中，表面自由能的高低直接影響材料與其它物質相互作用的能力，例如，一個高表面自由能的表面更容易吸附其他分子或物質。
表面自由能的單位通常為焦耳每平方米(J/m²)或牛頓每米(N/m)，在特定情況下，如液體表面，這種現象被稱為表面張力。