表面自由能（SFE）和表面张力（SFT）在物理上是等价的。SFE通常用于固体表面，SFT用于液体表面。然而，偶尔也会提到固体的表面张力。

SFE以单位mJ/m²（毫焦耳/平方米）作为单位面积的能量，据此，SFT常用的等效单位mN/m（毫牛顿/米）也经常被使用。公式符号为σ(small sigma)，更少见的是γ(small gamma)。

"自由 "一词表明，这部分能量是可以转化为机械功的，与内能不同的是，内能还包含与热有关的熵。在实际应用中，"自由 "一词往往被省略。

每一个系统都力求获得尽可能低的自由能状态。因此，液体在给定的体积下，由于SFT的作用，表面积最小；在失重状态下，它们会形成球形液滴。然而，固体不能通过变形使其表面最小化，但它们可以与液体形成界面以降低自由能，即可以被润湿。因此，固体的SFE与它的润湿性密切相关。

例如，在粘接、涂层或印刷时，需要良好的润湿性和相应较高的SFE。在其他领域，如腐蚀和防潮，必须降低润湿性。大量的技术工艺需要为固体表面与液体接触做制备工作--其中大部分直接或间接地改变了SFE。

提高SFE对于塑料表面来说是至关重要的。典型的方法是等离子、火焰和电晕处理，以及使用氧化剂的化学工艺。工业清洗可以通过去除脂肪或油类低自由能污染，使表面获得更高的SFE。

低SFE和相应的低润湿性通常是通过涂上低自由能物质来实现的。例如涂有PTFE的炊具或使用油类进行防腐。

用接触角的方法来测量润湿性，即通过光学法测定液滴轮廓盒固体表面（基线）的夹角润湿性的测量是接触角（CA）θ（small theta），通常通过光学方法确定为液滴轮廓与表面平面（=基线）的夹角。根据杨氏方程，CA是基于热力学平衡下的三相体系，每一个分量都力求使表面或界面最小化：

杨氏方程定义了这些分量之间有如下关系：