接触角可以通过在固体上产生一滴液体来测量。固体/液体界面与液体/蒸汽界面之间形成的角度称为接触角。最常见的测量方法是观察液滴的轮廓，并以三相线为顶点，二维测量固体与液滴轮廓之间形成的角度，如下图所示。
杨式方程用于描述内聚力与附着力之间的相互作用，并测量所谓的表面能。
接触角超过90°的液滴具有疏水性。这种情况表现为润湿性差、粘附性差，且固体表面自由能低。接触角小的液滴具有亲水性。这种情况反映出更好的润湿性、更好的粘附性以及更高的表面能。
接触角测量的类型
静态接触角
这可能是最常见的测量类型。在静态 sessile 液滴形成后不久进行单次读数。当固、液、气三相之间达到热力学平衡时，即可测得静态接触角。
静态接触角为表面性质提供了有价值的信息。任何ramé-hart仪器都可用于测量静态接触角。
接触角常被用于衡量清洁程度。有机污染物会阻碍润湿，并导致亲水性表面的接触角增大。随着对表面进行清洁和处理以去除污染物，随着润湿性的改善和表面能的增加，接触角通常会减小。
例如，在半导体制造过程中，接触角常被用于表征硅片的润湿性，以此来评估生产工艺以及诸如蚀刻、钝化、超声搅拌等表面改性处理，还有其他表面处理和清洁工艺的效果，同时也用于量化树脂、底漆、氧化、键合、退火和抛光等工艺的影响。
表面粗糙度也会影响静态接触角。
对运动液滴所测量的任何接触角都被视为动态接触角测量。这些测量方法包括但不限于倾斜板接触角测量、增减体积以及与时间相关的研究。
倾斜板法
倾斜板法可在固体表面通常从0°倾斜到90°的过程中，测量固定液滴左右两侧的接触角。随着表面倾斜，重力会使下坡侧的接触角增大，而上坡侧的接触角减小。这两个接触角分别被称为前进角和后退角。它们之间的差值即为接触角滞后。在某些情况下，当达到滚落角时，液滴会因发生润湿而从固体表面滚落。此时会捕捉到最后一组有效读数，通常代表前进接触角和后退接触角。在某些情况下，固体可以一直倾斜到90°而液滴不会脱离。这时就采用最终的左右接触角。下图展示了固体倾斜时的固定液滴情况。
添加移除体积法
还有其他方法来测量前进接触角和后退接触角。一项研究要求动态地向液滴中添加体积，直至在不增加三相线的情况下允许的最大体积。由此产生的最大可能接触角称为前进角。然后从液滴中移除体积。当达到在不缩短三相线的情况下可移除的最大体积时，测量此时的接触角。这个角度就是后退角。用前进角减去后退角，结果称为接触角滞后。滞后现象表征了表面拓扑结构，有助于量化污染物、表面化学不均匀性以及表面处理、表面活性剂和其他溶质的影响。这种方法在确定前进角方面效果良好。然而，使用这种方法很难测量后退接触角，因为为了移除体积而必须插入液滴中的针头也会干扰液滴轮廓的几何形状。另一种测量后退接触角的方法是蒸发法。随着液滴体积蒸发，反复进行测量。在发生去湿及随后三相线缩短之前，测量后退接触角。
事件相关动态研究
研究人员通常会随时间监测接触角，以研究吸收、蒸发的影响，以及诸如Cassie态到Wenzel态转变等更有趣的现象。其他与时间相关的研究则追踪随着环境因素（如温度和湿度）变化，接触角随时间的变化情况。在某些情况下，通过添加能增加或降低表面张力的试剂来改变液滴。
近年来，许多研究人员一直在探索卡西（Cassie）状态和文泽尔（Wenzel）状态，试图更好地理解超疏水性。简而言之，在卡西状态下，液滴位于粗糙表面的顶部，如下图所示，液滴下方存在空气空隙。接触液滴的表面积百分比用于定义表观（或测量）接触角。在文泽尔状态下，液滴填充了其下方的所有区域，表观接触角则根据粗糙度计算得出。
威尔海姆平板法
另一种测量接触角的方法是将一块平板浸入测试液体中，然后取出；在这个过程中，测量平板上的受力。这种方法比悬滴法更复杂，需要大量的液体，无法确定不均匀性，并且要求固体样品制作成精确的尺寸，且具有两个相同的表面。它还需要一个精密力秤。由于这些缺点，ramé-hart不再提供基于威尔海姆平板法的仪器。
接触角是理解材料表面特性（粘附性、润湿性和固体表面自由能）的一项重要指标。接触角可用于测量清洁度、表面处理的效果、粘附性和排斥性。
