Xét về phương diện bào chế học, mỹ phẩm có thể được sản xuất với nhiều loại khác nhau từ đa dạng thành phần hoạt chất. Nếu mỗi dạng mỹ phẩm như một thể thống nhất, thì bên trong nó là hỗn hợp gồm nhiều thành phần, có thể tồn tại dạng tan hoặc không tan vào nhau. Để nghiên cứu bào chế học mỹ phẩm thì những thông tin về đặc tính lý hóa là rất cần thiết, trong đó có kiến thức về hệ keo và sự tương tác bề mặc.

I. HỆ KEO

Hệ keo, còn gọi là hệ phân tán cao, là một hệ thống có hai thể của vật chất, một dạng hỗn hợp ở giữa hỗn hợp đồng nhất và hỗn hợp không đồng nhất.

• Trong một hệ phân tán keo, các giọt nhỏ hay hạt nhỏ của một chất, chất phân tán, được phân tán trong một chất khác, môi trường phân tán.
• Trong một hệ keo cao phân tử, các chất cao phân tử được phân tán trong một một trường đồng nhất (môi trường phân tán).

Hệ keo được xem là một nhánh trong hệ phân tán. Trong hệ phân tán, pha ở trạng thái chia nhỏ gọi là pha phân tán được phân bố trong pha có tính liên tục gọi là môi trường phân tán. Hệ phân tán được phân chia thành 3 dạng: phân tử, keo và phân tán thô. Sự phân chia này phụ thuốc vào kích thước các hạt phân tán.

Trong hệ phân tán phân tử (hệ phân tán đồng thể), pha phân tán là các phân tử đơn thuần hoặc các ion, kích thước ≤ 1nm, do đó tạo thành dung dịch đồng nhất. Trong khi đó, kích thước của hệ phân tán thô (hệ phân tán dị thể) ≥ 1000nm, khó đồng nhất và dễ tách lớp theo thời gian.

Trong hệ phân tán keo, kích thước hạt keo dao động từ 1-1000 nm, do đó, hệ keo trải dài từ trạng thái ổn định (dạng phân tử) sang trạng thái không ổn định (dạng phân tán thô). Từ đó, hệ phân tán keo được chia thành 3 dạng dựa trên tính chất của hạt phân tán.

• Hệ keo phân tử (Molecular colloids): các đại phân tử được hòa tan hoàn toàn vào dung môi, tạo thành dung dịch đồng nhất. Hệ này dạng dung dịch và ổn định về mặt nhiệt động.
• Hệ keo kết hợp (Association colloids): hệ keo dạng này hình thành bằng cách tạo ra dung dịch từ sự kết hợp của các phân tử nhỏ và ion. Sự kết hợp này được gọi là micel và tồn tại ở trang thái về nhiệt động. Hệ keo kết hợp là hệ thống ổn định.
• Hệ keo phân tán (Disperse colloids): nếu như 2 dạng hệ keo trên bền vũng về nhiệt động và tồn tại dạng dung dịch đồng nhất thì ngược lại, hệ keo phân tán không ổn định về mặt nhiệt động, hệ thống gồm nhiều pha, với khả năng phân tán khác nhau. Tuy vậy, dù mức độ hòa tan khác nhau trong hệ phân tán keo, sự ổn định của hệ keo phụ thuộc vào độ mịn của các hạt phân tán và diện tích bề mặt. Pha phân tán có thể được phân loại như bảng dưới đây, dựa trên mối quan hệ giữa môi trường phân tán và pha phân tán.

Môi trường phân tán	Pha phân tán	Tên	Ví dụ
Khí	Khí Lỏng Rắn	– Không – Aerosol – Aerosol	– Không – Phun xịt – Phun bột, khói
Lỏng	Khí Lỏng Răn	– Bọt – Nhũ tương – Huyền phù	– Kem cạo râu – Lotion sữa – Sơn móng
Rắn	Khí Lỏng Răn	– Xerogel – Gel – Keo bột	– Sponge – Sáp thơm – Kính màu

Hiện nay, trọng tâm nghiên cứu hệ keo trong lĩnh vực sản xuất mỹ phẩm nằm ở keo kết hợp (association) và keo phân tán (disperse colloid). Ví dụ: lotion thuộc nhóm hệ keo kết hợp, lotion sữa dạng nhũ tương và sơn móng dạng huyền phù (dịch treo). Tuy nhiên, trong sản suất thực tế, hệ keo có thể là do sự kết hợp của nhiều dạng. Ví dụ: phấn nền nhũ tương, kem và bọt xịt tóc là hệ thống keo phức tạp.

II. BỀ MẶT TIẾP XÚC

Bề mặt tiếp xúc xuất hiện ở ở ranh giới giữa 2 pha. Trong trường hợp bề mặt tiếp xúc giữa khí và pha lỏng, hoặc giữa khí và pha rắn thì thông thường được gọi bề mặt chung. Đối với hệ phân tán keo (bao gồm phân tán thô), bề mặt tiếp xúc sẽ phụ thuộc vào kích thước hạt, và tạo nên đặc tính lý hóa của hệ keo.

Phân tử tại bề mặt tiếp xúc sẽ chịu lực tác động từ các phân tử khác bên ngoài và cả lực tương tác nội tại với các phân tử bên trong, lực nội tại sẽ khác biệt lớn tùy theo các dạng bào chế. Sự tương tác sản sinh năng lượng tự do trên bề mặt tiếp xúc. Sự hiện diện năng lượng tự do này trên một đơn vị diện tích bề mặt được gọi là sức căng bề mặt.

Trong hệ keo phân tán, tồn tại sự tương tác bề mặt giữa môi trường phân tán và pha phân tán (hạt keo), lực tương tác này lớn hơn tương tác giữa các pha phân tách nhau hoàn toàn. Do đó, hệ keo phân tán tồn tại nhiều năng lượng tự do, làm chúng kém bền nhiệt động học.

Hiện tượng hấp phụ cũng có thể xảy ra ở bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha. Ví dụ: sự hấp phụ của chất diện hoạt lên bề mặt tiếp xúc là yếu tố rất cần thiết trong các quá trình nhũ hóa, làm ẩm hoặc tạo bọt… giữ vai trò rất qua trọng trong mỹ phẩm.