表面科學是研究兩相界面發生的物理化學現象，包括固液界面、固氣界面、固真空界面和液氣界面。 它包括表面化學和表面物理領域。 一些相關的實際應用被歸類為表面工程。 該科學涵蓋多相催化、半導體器件制造、燃料電池、自組裝單分子層和粘合劑等概念。 表面科學與界面和膠體科學密切相關。 界面化學和物理學是兩者的共同學科。 方法不同。 此外，界面和膠體科學研究由于界面的特殊性而在異質系統中發生的宏觀現象。

表面化學領域始于 Paul Sabatier xxx的氫化多相催化和 Fritz Haber xxx的 Haber 過程。

表面化學可以粗略地定義為對界面化學反應的研究。 它與表面工程密切相關，其目的是通過摻入選定的元素或官能團來改變表面的化學成分，從而產生各種所需的效果或改善表面或界面的性能。 表面科學對多相催化、電化學和地球化學等領域具有特別重要的意義。

氣體或液體分子附著在表面上稱為吸附。 這可能是由于化學吸附或物理吸附，分子吸附到催化劑表面的強度對催化劑的性能至關重要。 然而，很難在具有復雜結構的真實催化劑顆粒中研究這些現象。 相反，催化活性材料（例如鉑）的定義明確的單晶表面通常用作模型催化劑。 多組分材料系統用于研究催化活性金屬顆粒與支持氧化物之間的相互作用； 這些是通過在單晶表面上生長超薄膜或顆粒來生產的。

這些表面的組成、結構和化學行為之間的關系是使用超高真空技術研究的，包括分子的吸附和程序升溫解吸、掃描隧道顯微鏡、低能電子衍射和俄歇電子能譜。 結果可以輸入化學模型或用于新催化劑的合理設計。 由于表面科學測量的原子尺度精度，還可以闡明反應機制。

電化學是對通過在固-液或液-液界面施加電勢驅動的過程的研究。 電極-電解質界面的行為受形成雙電層的界面附近的液相中離子分布的影響。 可以使用光譜學、掃描探針顯微鏡和表面 X 射線散射研究原子級平坦單晶表面的吸附和解吸事件作為應用電位、時間和溶液條件的函數。 這些研究將循環伏安法等傳統電化學技術與界面過程的直接觀察聯系起來。

鐵循環和土壤污染等地質現象受礦物與其環境之間的界面控制。 使用原位同步加速器 X 射線技術以及掃描探針顯微鏡研究礦物溶液界面的原子級結構和化學性質。 例如，對重金屬或錒系元素吸附到礦物表面的研究揭示了吸附的分子尺度細節，從而能夠更準確地預測這些污染物如何穿過土壤或破壞自然溶解-沉淀循環。

表面物理學可以粗略地定義為對發生在界面處的物理相互作用的研究。