表面活性劑的親水性可以用親水親油平衡值（hydrophile and lipophile balance，HLB）來衡量，HLB值是表示表面活性劑親水性大小的相對數值，HLB值越大，則親水性越強，親油性越弱；HLB值越小，則親水性越弱，親油性越強。HLB的值可以用下面的公式進行計算： 

表面活性劑的HLB值會直接影響到它的性質和應用。在應用時，根據不同的應用領域、應用對象選擇具有不同HLB值的表面活性劑。例如，在乳化和去污方面，按照油或污的極性、溫度的不同選擇合適HLB值的表面活性劑。下表列出了具有不同HLB值表面活性劑的適用場合。

用于水溶液的表面活性劑具有較高的HLB值，常用的表面活性劑HLB值如下圖所示。和水不互溶的表面活性劑可以用于脂質制劑。 

臨界膠束濃度

在膠體和表面化學中，臨界膠束濃度 （critical micellar concentration，CMC）定義為表面活性劑分子在溶劑中締合形成膠束的低濃度。在新藥研發中，表面活性劑被廣泛用于提高難溶性藥物的溶解度和滲透性。在水溶液中，當表面活性劑濃度大于其臨界膠束濃度時，表面活性劑會形成聚集體，稱之為膠束（micelle）。如下圖所示，膠束是自組裝形成的結構，有疏水內芯，可以將溶解度低（水溶性）的藥物分子固定在膠束內部，從而提高溶解度，其作用機理類似于環糊精。難溶性化合物的溶解度可以通過膠束的方式得到線性提高。一般情況下，表面活性劑的濃度越高，藥物的溶解度也越高，但是太大量的表面活性劑有耐受性的問題。比如polysorbate 80的用量超過一定限度時會引起過敏性反應。使用表面活性劑也可以和其它方法聯用進一步提高藥物的溶解度，如調節pH。不穩定的藥物可以通過膠束的形式提高其穩定性，可以將藥物分子包封在膠束內，從而提高藥物的穩定性。但是，包封也可能會影響化合物的藥代動力學，所以需要謹慎。    

CMC是表面活性劑的重要特性參數。在表面活性劑濃度達到 CMC 之前，溶液表面張力會隨著表面活性劑的濃度改變而發生強烈變化。在達到CMC后，溶液表面張力保持相對恒定或以較低的斜率變化。給定介質中表面活性劑的 CMC 值取決于溫度、壓力和其他表面活性物質和電解質的存在和濃度。膠束僅在高于臨界膠束溫度時形成。

測定表面活性劑臨界膠束濃度的方法很多，常用的方法有表面張力法、電導法、染料法、濁度法、熒光探針法、光散射法等。但上述各種方法均有其局限性，電導法只適于測量離子型表面活性劑的CMC；染料法測量CMC所需設備簡單，但因顏色變化不夠明顯，影響CMC測量的準確度，有時因加入染料可能對體系的臨界膠束濃度有影響，可能導致錯誤的測量結果；濁度法也因所用烴溶解物影響表面活性劑臨界膠束濃度的問題，所測CMC準確度受到影響；熒光探針法操作簡單，對體系無特殊要求，探針用量少，對體系的干擾小, 但需要配制芘探針的苯溶液，苯有毒性而且操作過程繁瑣；光散射法要求所測溶液非常干凈，受限制因素較多。