Olla hydrofobinen tarkoittaa pelätä vettä. Kemiassa se tarkoittaa aineen ominaisuutta hylätä vesi. Ei ole niin, että vettä hylkäisi aine niin paljon, että sillä ei ole vetovoimaa siihen. Hydrofobisella aineella on hydrofobisuus ja sitä voidaan kutsua hydrofobiseksi.
On myös superhydrofobisia materiaaleja, joiden kosketuskulmat veden kanssa ovat yli 150 astetta. Näiden materiaalien pinnat kestävät kostumista. Vesipisaroiden muotoa superhydrofobisilla pinnoilla kutsutaan Lotus-ilmiöksi veden ilmestymisen suhteen lootuslehteen. Superhydrofobisuutta pidetään rajapintojen jännityksen seurauksena eikä aineen kemiallisena ominaisuutena.
Öljyt, rasvat, alkaanit ja useimmat muut orgaaniset yhdisteet ovat hydrofobisia. Jos sekoitat öljyä tai rasvaa veden kanssa, seos erottuu. Jos ravistelet öljyn ja veden seosta, öljypallot tarttuvat lopulta yhteen, jotta veden pinta-ala olisi minimaalinen.
Hydrofobiset molekyylit ovat ei-polaarisia. Kun ne altistetaan vedelle, niiden ei-polaarinen luonne hajoaa vety sidokset
vesimolekyylien välillä muodostaen klatraattimaisen rakenteen niiden pinnalle. Rakenne on enemmän järjestetty kuin vapaat vesimolekyylit. Muutos haje (häiriö) saa epäpolaariset molekyylit rypistymään yhteen vähentämään niiden altistumista vedelle ja siten vähentämään järjestelmän entropiaa.Vaikka termejä hydrofobinen ja lipofiilinen käytetään usein keskenään, nämä kaksi sanaa eivät tarkoita samaa asiaa. Lipofiilinen aine on "rasvaa rakastava". Useimmat hydrofobiset aineet ovat myös lipofiilisiä, mutta poikkeuksia ovat fluorihiilivedyt ja silikonit.