作用於液體表面上任一假想直線的兩側，垂直於該直線且與液面相切，並能使液面具有收縮趨勢的拉力。表面張力可以定量地用表面張力係數描寫。若液面上一直線的長度為l，在l兩側的拉力為f，則實驗給出f正比於l，即
f＝αl，
式中比例系數α 即稱表面張力系數，它表示作用於液面上單位長度線段上的力，其單位為牛頓／米(N/m)。
表面張力的大小與液體性質及液面外相鄰物質的性質有關，還與溫度以及液體中所含雜質有關。實驗表明α 值隨溫度的上升而變小，在一定的溫度范圍內二者通常相當準確地成線性關系，有的雜質可使液體的α 值增大，有的則相反。能使α 值減小的物質叫做表面活性物質。
從微觀上看，表面張力是由於液體表面層內的分子之間的相互作用不同於液體內部，從而使表面層具有一種特殊性質的結果。
分子力是由引力和斥力兩部分組成，二者都是短程力，引力的有效作用距離大約為分子的有效直徑的幾倍（納米數量級），斥力的有效作用距離更短，可以認為僅在分子相接觸時才起作用。以引力的有效作用距離σ作為液體表面層的厚度，則表面層以下液體內部的分子受到的其他分子的作用力相互抵消。在表面層內，除瞭最靠近表面的分子以外，其他分子受到的斥力也相互抵消，而最靠近表面層的分子受其他分子的引力的合力則不為零，並且越靠近液體表面，所受的引力合力也越大。於是，在表面層內就形成瞭一個分子引力場，液體分子從液體內部進入這個力場，其勢能就增大；液體分子由表面層進入液體內部，其勢能就減小。所以表面層內的分子有進入液體內部的趨勢，這也就是液體表面有收縮趨勢的微觀本質。
由於表面層力場的存在，按照玻耳茲曼分佈律，液體表面層內的分子密度是連續變化的，即越靠近液體表面，分子密度越小，因而分子間距離越大。故通常可以不考慮分子間斥力而僅考慮引力，這正是表面張力為拉力的微觀本質。
從能量的角度看，液體表面積改變時，外力所做的功轉變為液膜的表面能，而它是在等溫條件可以轉變為機械能的表面內能，即表面自由能，表面張力系數α就是表面自由能密度。
表面張力是液體的一個非常重要的特性，它和許多與液體有關的現象，如彎曲液面下的壓強、氣體中的液滴以及液體中的氣泡的形成和消失、毛細現象、液體對固體的潤濕等直接相關。表面張力的實驗演示，（見彩圖）
常見液體的表面張力系數
表面張力(侵過肥皂液後，細線靠近鐵絲框)
