肥皂的去污是高級脂肪酸鈉在起作用，高級脂肪酸鈉可以分成兩個部分，一部分是極性的親水基-COONa，是溶於水的，另一部分是非極性的鏈狀烴基-R，是憎水基，具有親油性。在洗滌衣物時，肥皂分子中憎水的烴基部分就溶解進入油污內，而親水的羧基部分則伸在油污外面的水中，油污被肥皂分子包圍形成穩定的乳濁液。通過機械搓揉和水的沖刷，油污等污物就脱離附着物分散成更小的乳濁液滴進入水中，隨水漂洗而離去。
當肥皂溶於水時，在水面上，肥皂分子中親水的羧基部分傾向於進入水分子中，而憎水的烴基部分則被排斥在水的外面，形成定向排列的肥皂分子。這種高級脂肪酸鹽層的存在，削弱了水錶面上水分子與水分子之間的引力，所以肥皂可以強烈地降低水的表面張力，因而是一種表面活性劑。
當肥皂在水中的濃度較低時，肥皂分子是以單分子形式存在的，這些分子聚集在水的表面，即親水基團進入水中，憎水基團被排斥在水的外面。當水中肥皂的濃度逐漸增大時，水的表面上聚集的肥皂分子逐漸增多而形成單分子層。繼續增大肥皂的濃度時，由於水的表面已被佔滿，水溶液內部的肥皂分子中憎水的烴基開始彼此靠範德瓦爾斯力聚集在一起，而親水的羧基包裹在外面，形成膠體大小的聚集粒子，稱為膠束。
