Поверхность может заряжаться вследствие ориентации дипольных молекул в поверхностном слое. Так заряжаются поверхности диэлектриков, приведенные в контакт и подвергаются трению.

На поверхности происходит пространственное разделение заряда между фазами, то есть образуется двойной электрический слой (ДЭС), состоящий из потенциалообразующих ионов и противоионов. Между поверхностью и раствором образуется разность потенциалов. Потенциал поверхности по мере удаления от поверхности частиц вглубь дисперсионной среды уменьшается, так как он компенсируется находящимися в растворе ионами противоположного знака.

Потенциальная энергия иона в любой точке определяется значением электрического потенциала в этой точке , заряда граммиона и равна , где – валентность иона, - заряд электрона. Вероятность нахождения иона в данной точке пропорциональна множителю Больцмана , то есть распределение ионов по мере удаления от поверхности больцмановское, так же, как распределение молекул в поле силы тяжести согласно гипсометрическому закону. Самопроизвольное образование ДЭС происходит вследствие уменьшения свободной энергии поверхности, которое приводит к увеличению электрической энергии.