Una molécula hidrófoba es una molécula que no se combina con el agua. La palabra "hidrófoba" describe esta característica repelente al agua; "hidro" significa "agua" en griego, y "fóbico" se deriva de "fobos", que significa "temer". Aunque estas moléculas no temen literalmente al agua, no se mezclan con las moléculas de agua.
Hablando técnicamente, una molécula hidrófoba tiene baja polaridad, ya sea en su totalidad o solo en parte. Estas moléculas tienen muy pocos, o ninguno, aceptores de hidrógeno o donantes. Debido a que las moléculas de agua tienen dos átomos de hidrógeno, los dos tipos de moléculas no son compatibles. Además, las largas cadenas de carbono que normalmente se encuentran en las moléculas hidrófobas tampoco interactúan con el agua.
Este fenómeno se puede observar en las moléculas de grasa, que son no polares. Si un chef vierte mantequilla derretida en agua caliente, la mantequilla se amontonará y se mantendrá líquida hasta que tanto el agua como la mantequilla se hayan enfriado lo suficiente como para permitir que la mantequilla se solidifique. En ambos estados, líquido y sólido, la mantequilla grasa se mantendrá aglomerada y separada del agua debido a la naturaleza hidrófoba de las moléculas de grasa.
Las moléculas hidrófobas también pueden ser conocidas como lipófilas. Este término también se puede recordar mirando las raíces griegas para la palabra. "Lipos" significa "gordo", y "philia" significa "unión".