乳化作用是一種物理現象，涉及將一種液體以極微小的液滴形式均勻地分散在另一種與之不相溶的液體中。這一過程通常需要藉助表面活性劑，即乳化劑，來降低兩種液體之間的界面張力，從而使得液滴更容易形成並穩定地分散。
在乳化過程中，乳化劑會在油水界面上吸附並形成一個保護膜，這有助於防止液滴聚集變大，並增加乳狀液的穩定性。雖然乳狀液在熱力學上是不穩定的體系，但乳化作用增加了界面能，使得乳狀液能夠在一定時間內保持穩定。
乳化作用在多個領域中都有套用，例如在醫學上，膽汁中的膽酸具有乳化作用，能夠促進脂肪的消化和吸收；在化妝品和食品工業中，乳狀液是一種常見的劑型，通過乳化作用可以使油溶性成分和水溶性成分相互溶解，從而形成穩定的混合物。