מולקולה הידרופובית היא מולקולה בעלת תכונה הפיזיקלית להדחות ממים. (הידרו - מים, פוביה - פחד).
מולקולות הידרופוביות הן מולקולות לא קוטביות (חלוקת המטען החשמלי בהן אחידה) וככאלה יקיימו קשר כימי עם מולקולות נטרליות או ממסים שאף הם לא קוטביים.
במים, נוטות המולקולות ההידרופוביות להתקבץ יחד. אלקאנים, שמנים, שומנים וחומרים שמנוניים למינהם - הם חומרים הידרופוביים.
בחומרים הידרופוביים נעשה שימוש לסילוק שמן ממים, לטיפול בדליפות של נפט וכד'.