当液滴与固体表面接触时，液滴的最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。接触角测量仪通过光源照射测量的液体和固体表面，并用摄像头捕捉液体和固体表面的图像。随后数据处理系统对捕捉到的图像进行处理和剖析，运用图像处理算法计算出液滴与固体表面之间的夹角，即为接触角的大小。
接触角是液体在固体表面形成液滴并达到平衡时，在气，液，固三相交点处作气液界面的切线，该切线与固液交界线之间包含液滴的夹角；θ小于90度，是亲液状态，角度越小，亲液性越好，θ小于10度是超亲液态，θ大于90度，是疏液状态，角度越大，疏水性越好，θ大于150度，是超疏液态。
