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肥皂是脂肪酸的金屬鹽類,以下式代表,其中M+是金屬離子(通常是鈉離子),負離子部分是由脂肪酸衍生而成的:

肥皂的合成可以追溯到大約2500年前的羅馬時期。當時將動物脂肪和木灰混在一起煮,木灰中的碳酸鉀(K2CO3)會引發一系列的反應。第一個反應形成的氫氧化鉀使三甘油脂分解成甘油和脂肪酸鹽(笫二個反應)。氫氧根離子使三甘油脂分解稱為皂化。現在的肥皂使用氫氧化鈉取代氫氧化鉀,加入氫氧化鈉使肥皂的溶解度降低而固化(稱為鹽析),成為條狀的肥皂塊,而含鉀的肥皂無法固化是液體肥皂。

典型的肥皂是含14個碳氫鍊脂肪酸的鈉鹽。雖然肥皂是由一個碳氫長鏈和離子組成的鹽類,肥皂的特性和一般的鹽類不相同。通常的鹽類是親水性的,鹽類中的陽離子和陰離子分別被水分子包圍而溶解於水。而脂肪是疏水性的,不溶於水,當油和水混合時由於油的碳氫鏈和水互相排斥而分離,形成兩層。由於肥皂分子結合鹽類的親水特性和油脂的疏水特性,因此肥皂可以同時和油、水作用,更重要的是肥皂可以成為油、水混合的中間物。肥皂使油、水混合是一種很重要的功能,存在油中的髒污因為油阻擋住水,無法用水去除,而肥皂可以克服這個障礙。

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