相界面是物质两相密切接触形成的过渡区域（约几个分子厚度）。根据相态组合可分为气-液、气-固、液-固等类型，其中涉及气相的界面常称为表面。界面分子因两侧相态差异产生非对称力场，导致表面张力、吸附现象等特殊性质。在材料科学中，相界面特性直接影响润湿性、催化活性等性能，工业应用包含合成氨催化剂优化、汽车尾气净化等。热力学研究表明，液体表面的表面张力与表面能数值相等，而固体因结构各向异性存在差异。

相界面是由气、液、固三相不同组合形成的二维过渡区域。按相态组合划分为五类：气-液界面（如水面）、气-固界面（如金属表面）、液-液界面（如水油分界）、液-固界面（如水与玻璃接触面）、固-固界面（如合金相界）。其中凝聚态与气相接触的界面通称表面，金属表面可细分为弛豫型（原子层间距调整）、重构型（原子二维重排）等结构形态。

界面区分子处于热力学非平衡状态，表层分子受相邻两相作用力差异形成非对称力场。液体表面分子可自由位移形成均匀界面，而固体表面原子呈定域性排列。在纳米尺度下，相界面厚度通常为0.5-2纳米，相当于数个分子层范围。胶体体系中相界面厚度可达数个分子层（约0.5∼2nm），显著影响分散体系稳定性。

表面张力是液体相界面的核心性质，其数值等于单位面积表面能。固体因原子排列各向异性，表面张力需借助接触角法间接测量。Young-Laplace公式量化了弯曲界面附加压力与曲率半径的关系：ΔP=2γ/R，其中γ为表面张力，R为曲率半径。表面活性剂通过降低界面张力形成胶束，临界胶束浓度（CMC）是其生效阈值。

在材料工程中，合金相界的共格度直接影响材料机械性能，共格界面具有最低弹性应变能。催化剂设计中，铁催化剂表面氮气解离活化能降低是实现哈伯法合成氨工业化的关键。汽车尾气处理依赖铂催化剂表面一氧化碳氧化反应，该过程涉及气体-金属界面电子转移。2007年诺贝尔化学奖成果证实，相界面研究对理解铁氧化（生锈）机理具有基础支撑作用。胶体化学通过调节相界面zeta电位控制胶体稳定性，zeta电位绝对值大于30mV时体系趋向稳定。