Molekul hidrofobik adalah molekul yang tidak larut dalam air. Oleh karena itu, molekul-molekul ini menolak molekul air. Molekul hidrofobik ini disebut hidrofob. Hidrofobisitas menggambarkan berapa banyak molekul hidrofobik.

Molekul hidrofobik bersifat hidrofobik karena non-polaritasnya; dengan kata lain, molekul hidrofobik adalah nonpolar. Oleh karena itu, molekul hidrofobik sering terdiri dari gugus hidrokarbon rantai panjang yang dapat membuat molekul nonpolar.