疏水材料的原理主要涉及到固體表面與水分子之間的相互作用。根據能量最低原則，水分子在沒有外界影響的情況下會形成球形，這是因為水分子內部的原子結構使得它們傾向於以這種方式排列以達到力的平衡。當水與固體表面接觸時，如果固體表面的影響使得水分子的電極性拉力大於水分子內部的電極性拉力，水就會被拉平並鋪展在固體表面上。
為了減少固體表面與水分子之間的相互作用，從而使得水珠能夠保持球形而不是鋪展，可以採用以下三種策略：
減少電荷量：這是不可行的，因為固體表面的電荷量是固定的。
拉開距離：通過在固體表面和水分之間填充沒有極性的物質，可以減少電荷的相互作用。然而，這可能會導致固定這些物質的問題。
減少接觸面：通過增加固體表面的粗糙度，可以減少水與固體的接觸面積。使用突起來撐起水分，使得水滴不會浸潤到突起之間，從而在突起之間充滿空氣。這樣，水和固體的接觸面會大大減少，電荷相吸的效應也會減少。因此，水看起來就像是以水滴的形式浮在固體表面上，這就是疏水材料的原理。
如果進一步增加表面的粗糙度，比如在突起的表面再做一些突起，水和固體之間的接觸面會更小，電荷相吸的效應會進一步減少。在這種情況下，甚至水自身的重力也會使得水珠滾動，這就是超疏水的現象。