Yüzey enerjisi, yüzeydeki moleküllerin, sıvı yığınındaki molekülere göre daha fazla olan serbest enerjileridir. Tüm maddelerin yüzey enerjileri, bunların bir birim yüzey alanı oluşturmaları için gerekli işe eşdeğerdir.
Toplam Yüzey Serbest Enerjisi=gxA g: Yüzey gerilimi
A: Yüzey büyüklüğü
Termodinamiğin 2. yasasından yapılan çıkarımlarla şu denge kuralı türetilir: Kapalı bir sistem için en kararlı konum, yani denge konumu, o sistem için mümkün olan en düşük enerjili konumdur.
Farklı yüzey gerilimlerinde iki yaş boyayı ele alırsak, bunların film oluşturma sürecinde aynı ölçüde düşük bir yüzey serbest enerjisine sahip olmaları için, yüzey gerilimleriyle ters orantılı büyüklükteki yüzey alanlarına sahip olmaları gerekecektir. Yani,
gR > gK ise
gR x AR = gK x AK olması için
AR < AK olması gerekecektir.
Başka bir deyişle, yüzey gerilimi daha düşük olan boya, daha geniş yüzeyleri tolere edebilecektir. İki boyanın da aynı toplam yüzey alanına, A, sahip birer film oluşturmaları durumunda düşük yüzey gerilimine sahip olan örnek, daha kararlı bir yapıya sahip olacaktır. Daha yüksek yüzey gerilimine sahip olan örneğin de diğeri kadar kararlı olması ancak sahip olduğu yüzeyin azalmasıyla mümkündür. Boya dilinde bunun adı “yüzeyden kaçma” veya “ıslatamama”dır.