Une molécule hydrophobe est une molécule qui ne se combine pas avec l'eau. Le mot « hydrophobe » décrit cette caractéristique hydrofuge ; « hydro » signifie « eau » en grec et « phobique » dérive de « phobos », qui signifie « avoir peur ». Bien que ces molécules ne craignent pas littéralement l'eau, elles ne se mélangent pas avec les molécules d'eau.
Techniquement parlant, une molécule hydrophobe est de faible polarité, soit dans son ensemble, soit en partie seulement. Ces molécules ont très peu, voire aucun, d'accepteurs ou de donneurs d'hydrogène. Parce que les molécules d'eau ont deux atomes d'hydrogène, les deux types de molécules ne sont pas compatibles. De plus, les longues chaînes de carbone que l'on trouve généralement dans les molécules hydrophobes n'interagissent pas non plus avec l'eau.
Ce phénomène peut être observé dans les molécules de graisse, qui ne sont pas polaires. Si un chef verse du beurre fondu dans de l'eau chaude, le beurre s'agglutinera et restera liquide jusqu'à ce que l'eau et le beurre aient suffisamment refroidi pour permettre au beurre de se solidifier. Dans les deux états, liquide et solide, le beurre gras restera aggloméré et séparé de l'eau en raison de la nature hydrophobe des molécules de graisse.
Les molécules hydrophobes peuvent également être appelées lipophiles. Ce terme peut également être rappelé en regardant les racines grecques du mot. "Lipos" signifie "gros" et "philia" signifie "lien".