毛细现象产生在固、液、气三相界面上，与表面张力有关。表面张力总是使液体表面趋于最小。将直径细小的玻璃管插入水中，管内水会上升到一定高度，水柱顶端有一凹进的弯液面。由于表面张力作用，弯液面将对液面内的液体产生一个附加压强，作用方向指向液体表面曲率中心。相对平液面来说，凹形弯液面附加表面压强为负；而凸形弯液面的附加表面压强为正（王大纯，1995）。见图4-1。
图4-1 附加表面压强的形成
任何形状弯液面所产生的附加表面压强Pc都可用拉普拉斯公式表示：
生态水文地质学
式中：α为水的表面张力系数，标准状态下，α=74×10-3N/m；R1，R2为液体表面两个主要曲率半径。
在圆筒状毛细管中，R1=R2。那么式（4-1）可写为：
生态水文地质学
式（4-2）是拉普拉斯公式的一种特殊形式。它的涵义是：弯液面会产生一个指向液面凹侧的附加表面压强，该附加压强与表面张力系数成正比，与表面曲率半径成反比。2R=D，D为圆筒状毛细管直径。则式（4-2）可写为：
生态水文地质学
毛细上升高度hc是一个附加表面压力引起的负的压力水头，可从Pc换算而来（以m为单位）。
生态水文地质学
式中：ρ 为水的密度（1g/cm3）；g为重力加速度（981cm/s2）；α为表面张力系数（74dyn/cm）；D为毛细管直径（mm）。该公式称为茹林公式，反映毛细上升高度与毛细管直径成反比。
包气带含水量较低时，孔角毛细水位于细小的缝隙之中，弯液面曲率半径小，孔隙介质对水作用的毛细负压较大。含水量增大时，孔角毛细水体积增加，弯液面曲率半径变大，孔隙介质对水作用的毛细负压减小。毛细负压可用负压计测出，包气带的含水量与毛细负压相关密切，两者为函数关系，因而可用毛细负压来间接反映包气带的含水状态。