La hidrofilia es la tendencia de una superficie a mojarse o absorber agua. En términos generales, cuando una superficie muestra hidrofilia, las moléculas de agua forman enlaces con las moléculas de la superficie. Un material no es necesariamente completamente hidrófilo o hidrófobo porque estas dos tendencias son dos extremos de un espectro, y un material puede caer en cualquier parte de ese espectro.
En una superficie que muestra hidrofilia, los enlaces entre las moléculas de agua se rompen fácilmente y las moléculas de agua pueden unirse a las moléculas de la superficie hidrófila. Los enlaces entre un solo átomo de oxígeno y los dos átomos de hidrógeno en una sola molécula de agua no se rompen, pero los enlaces más débiles que se producen entre los átomos de hidrógeno en diferentes moléculas de agua sí lo están. Una vez que se rompen estos enlaces, las moléculas de la superficie hidrófila pueden formar enlaces con los átomos de hidrógeno de las moléculas de agua. Las superficies que son hidrófobas, por otro lado, no se adhieren fácilmente a las moléculas de agua, lo que permite que el agua permanezca adherida a sí misma y cree gotitas.
Una vez que las moléculas de agua se han unido con una superficie hidrófila, se dice que la superficie está húmeda. Una vez que el agua se ha absorbido a nivel molecular, se puede eliminar de la otra estructura molecular mediante el proceso de evaporación. En pocas palabras, dadas las condiciones cálidas y secas y una cierta cantidad de tiempo, la mayoría de las superficies hidrófilas se secarán a medida que el agua líquida se evapora y escapa al aire.
Aunque hay formas de determinar la hidrofilicidad que utilizan fórmulas matemáticas precisas, también es posible determinar aproximadamente con qué facilidad una superficie absorbe agua haciendo algunas observaciones simples. Si permanecen formadas gotas de agua en la superficie y se deslizan fácilmente cuando la superficie está inclinada hacia el suelo, se dice que el material es particularmente hidrófobo. Si, por otro lado, el agua se absorbe en la superficie y esa superficie se moja, es hidrófila.
En la mayoría de los casos, la hidrofilia se refiere a la rapidez con la que una superficie reacciona con las moléculas de agua. También es posible medir la hidrofilia de una superficie cuando entra en contacto con otros líquidos. Al examinar el comportamiento de una superficie con varios líquidos, su hidrofilicidad para un líquido no se predice necesariamente por su comportamiento con otro líquido. Comprender qué tan hidrofílica es una superficie puede ayudar a los ingenieros a desarrollar materiales que muestren la cantidad adecuada de hidrofilia para el uso previsto.