水合作用是指溶质的分子或离子与水分子发生相互作用，并结合形成水合分子或水合离子的过程。
在这个过程中，水分子会以一定的方式围绕溶质粒子进行排列。水分子具有极性，其氧原子一端略带负电，氢原子一端略带正电。当遇到带电荷的溶质粒子时，水分子会通过静电吸引作用与之结合。对于不带电荷的分子，水分子则通过氢键等作用力与之相互作用。
水合作用在许多化学和生物过程中都起着至关重要的作用。
在化学领域，例如一些离子化合物在溶解于水时会发生水合作用，形成水合离子。这使得离子能够在水溶液中稳定存在，并能够进行各种化学反应。
在生物学中，水合作用更是不可或缺。许多生物大分子，如蛋白质、核酸等，其结构和功能的维持都依赖于水合作用。水分子与这些生物大分子表面的基团相互作用，影响其构象和活性。
对于细胞来说，水合作用有助于维持细胞内外的渗透压平衡，保证细胞的正常形态和功能。水分子还参与许多生物化学反应，如水解反应等。
此外，水合作用也对物质的物理性质产生影响，比如水合会改变物质的溶解性、熔点、沸点等。
水合作用是一种普遍存在且具有重要意义的现象，它在化学、生物学以及许多其他自然科学领域都有着广泛的影响和应用。