泡泡的形成原理主要涉及水的表面張力和內部分子間的相互作用。水的表面張力是由水分子間的相互吸引力產生的，這種力使得水滴或水膜的表面儘可能收縮，形成球形或類似球形的形狀。當在水中加入泡泡液（如肥皂）時，泡泡液中的成分能夠降低水的表面張力，使得水分子與空氣分子之間的相互作用變得相對容易。這樣，當吹入空氣時，水分子的表面張力雖然會試圖將它們拉回一起，但泡泡液的存在使得這種拉力減弱，從而允許空氣被包裹在水中形成泡泡。
肥皂等泡泡液之所以能夠「打破」水的表面張力，是因為它們能夠顯著降低表面張力，使其降低到只有通常狀況下的1/3左右，這樣的表面張力水平是吹泡泡所需的最佳狀態。
此外，泡泡在光線下呈現出的彩色圖案是由於陽光在穿過肥皂薄膜的正面和背面時產生的反射和乾涉現象。陽光由7種單色光組成，當這些光線在肥皂薄膜的表面反射並在另一面再次反射回來時，會發生光的乾涉現象，導致特定顏色的光相互抵消或加強，從而形成彩色圖案。