表面活性劑的獨特性質源于其特殊的分子結構。表面活性劑一般是線形分子，其分子同時含有親水性極性基團和親油性的非極性疏水基團。

疏水基可以有有許多不同的結構，如直連、支鏈、環狀等，常見的是碳氫鏈，可以是烷烴、烯烴、環烷烴、芳香烴，碳原子數大都在8到20范圍內。其他疏水基還有脂肪醇、烷基酚、含氟或硅以及其他元素的原子團等。

親水性基團則有陰離子型、陽離子型、；兩性離子型、非離子型等種類。其中離子型的能夠在水中電解從而帶電荷，非離子型的不能在水中電離，但是卻具有極性和水溶性。