疏水作用的本质来源于熵力，一个孤立系统出现平衡态是熵和能量两方面达到最佳折衷的产物。考兹曼（W.Kauzmann）1959 年指出为了减少暴露在水中的非极性表面积，任何两个在水中的非极性表面积将倾向于结合在一起。疏水溶剂化的代价大部分源于熵，疏水效应显著的熵特性，这暗示着随温度增高疏水效应的增强（前提是温度不得破坏水中氢键的情况下，氢键破坏越多疏水表面对氢键形成干扰越小，疏水效应减弱）。与排空效应是类似的疏水效应能够利用熵呈现出分子的自组装。

非极性溶剂、去污剂可以破坏疏水相互作用，而高盐溶液增大疏水作用力，使蛋白溶解度下降出现盐析，常用于蛋白质沉淀。另外生物分子不同的疏水基团作用力不同，利用这个性质通过改变洗脱液的盐-水比例（改变离子强度）而改变其极性，使极性不同的组分根据疏水性的差异先后被解析下来达到分离的目的，这又被称为疏水层析法。简单的说就是“高盐吸附、低盐洗脱”，这是一种常用的蛋白质分离提纯方法。尿素、盐酸胍既能破坏氢键又能破坏疏水作用因此是蛋白质的强变性剂。