氣體環繞的固體表面的液滴。接觸角θ，是由液體在三相（液體、固體、氣體）交點處的夾角。
1805年，托馬斯·楊通過分析作用在由氣體環繞的固體表面的液滴的力而確定了接觸角θ。
氣體環繞的固體表面的液滴，形成接觸角θ。如果液體與固體表面微結構的凹凸面直接接觸，則此液滴處于Wenzel狀態；而如果液體只是與微結構的凸面接觸，則此液滴處于Cassie-Baxter狀態。
其中： 固體和氣體之間的表面張力 = 固體和液體之間的表面張力 = 液體和氣體之間的表面張力，θ可以用接觸角測量計來測量。
Wenzel確定了當液體直接接觸微結構化的表面時，θ角會轉變為θW *
cosθW * = rcosθ 其中，r為實際面積與投影面積的比率。Wenzel的方程顯示了微結構化一個表面將會放大表面張力。疏水性表面（具有大于90°的接觸角）在微結構化之后會變得更加疏水，其新的接觸角將比原來增大。然而，一個親水性表面（具有小于90°的接觸角）在微結構化之后卻會變得更加親水，其新的接觸角將比原來減小。
Cassie和Baxter發現如果液體懸浮在微結構表面，θ角將會變為θB *
cosθB * = φ（cos θ + 1）– 1 其中，φ為固體與液體接觸面積的比例。在Cassie-Baxter狀態下的液體比Wenzel狀態下更具有運動性。
通過用以上兩個方程計算出的新接觸角，我們可以預測Wenzel狀態或Cassie-Baxter狀態是否應該存在。由于有自由能最小化的限制，預測出具有更小的新接觸角的狀態就會更可能存在。從數學上來說，要使Cassie-Baxter狀態存在，以下的不等式必須成立。
cos θ < （φ-1）/（r - φ)）提出的一個判斷Cassie-Baxter狀態是否存在的替代標準是：1）接觸線力克服液滴未被支撐部分的重力；2）微結構足夠高從而阻止液滴接觸微結構的基底（即凹面）。
接觸角是靜態測量疏水性的方法，接觸角滯后和滑動角則對疏水性的動態測量法。接觸角滯后是一種鑒定表面異質性的現象。當移液器將液體注到固體表面時，液體就會形成一定的接觸角。隨著注入液體的增加，液滴的體積會隨之增加，接觸角也會變大，但三相邊界會保持固定直到液體突然溢出。在液體溢出前瞬間的接觸角被稱為前進接觸角。回退接觸角可以通過將液體從液滴中吸出來測量。隨著液體被吸出，液滴的體積減小，接觸角也減小，但三相邊界同樣保持固定直到被完全吸回。在液體被吸回瞬間的接觸角被稱為回退接觸角。而前進接觸角和回退接觸角之間的差異就是接觸角滯后，它被用來鑒定表面的異質性、粗糙性和運動性。非同質的表面會有能夠阻礙接觸線的區域。滑動角是另一種動態測量疏水性的方法：在固體表面放置一個液點，傾斜表面直到液滴開始滑動，此時的傾斜角即為滑動角。處于Cassie-Baxter狀態的液滴通常會表現出比Wenzel狀態更小的滑動角和接觸角滯后。