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农药制剂是一种具有特殊生物活性的化学产品，其防治对象、保护对象和环境条件都十分复杂，所以其作用过程也十分复杂。农药制剂中需要按原药性质和特点选择表面活性剂的种类和用量，此外，更需要注意的是考虑表面活性剂本身对靶标生物（主要是植物、昆虫等）产生的影响。植物或者虫体的表面一般都有一层蜡质层，这是农药制剂要发挥最大作用时最需要考虑的问题，也是选择合适表面活性剂最关键的因素。农药喷雾过程中，小液滴沉降到靶标生物的表面后，除了大部分被靶标吸收外，还有部分发生脱落和蒸发。表面活性剂在农药的使用过程中，可以很明显地改变喷雾雾滴的直径，能够增大雾滴在靶标生物表面上的覆盖面，能够提高喷雾效率。
使用农药时要根据作用的靶标生物选择农药类型，继而根据农药制剂的性质选择所需的溶剂（一般都选择水）按一定的比例配制，一般农药都需要配制成一定的溶液比较适合喷雾使用，这个过程称为农药的二次分散。农药二次分散时，农药制剂与更多的水介质接触以后，亲水聚合物能够吸水膨胀形成凝胶层，农药可以穿过凝胶层释放。
表面活性剂在二次分散中的作用主要有以下几个方面。
（1）降低农药制剂表面张力 农药制剂的配制过程中加入一定的表面活性剂，在农药二次分散过程中，刚开始加入到水中时，表面活性剂的浓度比较小，表面活性剂几乎完全聚集在溶液表面形成单分子层。当农药溶液表面层中含有的表面活性剂质量浓度远大于溶液中的表面活性剂质量浓度时，溶液的表面张力也降低到纯水表面张力以下，因而表现出良好的润湿性、乳化性、起泡性等，这些性质对于农药制剂的喷洒、在植物叶面的沉积及润湿性等具有促进作用。
（2）增强农药制剂的稳定性 在农药二次分散过程中，农药分散体系的稳定性是农药二次分散过程中非常重要的指标，表面活性剂分子吸附于农药微粒表面，同时表面活性剂分子也分散在溶剂中形成不同的分散体系，农药制剂的二次分散主要形成液/液、固/液等分散体系，分散相与分散介质的界面张力越小，分散体系就会越稳定。
（3）保护农药制剂有效成分 表面活性剂在农药二次分散过程中的作用，除了降低表面张力，也起到保护农药的作用。因为表面活性剂的加入使得农药和溶剂的直接接触减少，当表面活性剂的质量浓度达到临界胶束浓度值，表面活性剂层结构紧密，农药基本不与水接触，表面活性剂达到保护农药有效成分的作用。
农药制剂的雾化是指农药制剂的二次分散液通过喷嘴或用高速气流分散使其克服表面张力并分散成细小雾滴的过程。喷头雾化是一个多相、瞬态的复杂过程，先要消耗较大部分的雾化能量将液体在喷口处破裂成薄膜或液丝，然后产生一个较大的速度梯度，通过与空气高速摩擦，将薄膜或液丝伸展至破裂点，液丝与空气相互作用断裂，最后形成雾滴。气体与高速运动的液体之间相互作用时，在其边界层内形成了不稳定的剪切波，这种剪切波对液体射流的雾化有重要影响。在液体射流最初的不稳定波兴起阶段，表面张力对射流的雾化会起一定的阻碍作用，但当液体的变形超过一定限度时，表面张力则成为雾化的驱动力。
根据喷雾器对农药制剂的雾化原理，雾化方法分为三大类：液力式雾化、气力式雾化和离心式雾化。液力式雾化是指农药制剂受压后通过特殊构造的喷雾器喷头而分散成农药小雾滴喷洒出去的方法，其工作原理是农药制剂受压后生成了液膜，由于受压使液体内部不稳定，液膜与空气发生撞击后破裂形成细小雾滴；气力式雾化是指利用高速气流对农药制剂的拉伸作用而使农药制剂分散成农药小雾滴喷洒出去的方法；离心式雾化是指利用圆盘或圆杯高速旋转时产生的离心力使农药制剂以一定细度的小液滴飞离圆盘边缘而分散成农药小雾滴，具体来讲，其雾化原理是农药制剂在离心力的作用下缓慢地脱离高速旋转的圆盘边缘，脱离时农药制剂延伸为丝状再断裂形成农药小雾滴。
静态表面张力反映的体系性质不适用于描述雾滴形成的过程，某一时间段内的动态表面张力值更能体现雾滴形成过程。雾滴体积中径 D 50 随着喷雾液在0.02s左右时的动态表面张力值的降低而降低，二者呈线性正相关；因此，农药喷雾过程中对药液动态表面张力的研究更实际、更科学。
农药制剂从喷头雾化后出来至沉积在靶标表面上的这段过程就是农药沉降过程，表面活性剂在这个过程中的作用主要是控制农药的扩展和蒸发。加入的表面活性剂，要能够增大农药雾滴的扩展面积和蒸发时间。一般来说，随着表面活性剂的种类和添加比例的不同，农药雾滴在喷洒过程中的扩展面积和蒸发时间不同。
当农药液滴沉降到植物叶片表面上时，不论是较大的液滴还是较小的液滴，可能出现的情况大概有3种：较小的液滴可能落入叶片毛刺之间，这种情况下农药小液滴能够牢固地沉积在植物叶片表面；农药小液滴落在毛刺物之间，这种情况下农药小液滴能够比较稳定地被沉积在植物叶片表面，但受到震动后脱落的可能性很大；较大的农药小液滴，若农药小液滴没有脱落，也只能落在毛刺物之上，在重力作用下很容易脱落，农药小液滴处于极不稳定的状态。在第二种情况下，若农药小液滴有较强的湿润铺展能力，便有可能借助于农药小液滴的湿润铺展作用而得以比较稳定地沉积在植物叶面表面。但是较大的农药小液滴却仍以重力作用为主，所以容易从植物叶面表面脱落。所以只有农药小液滴足够小才能在任何情况下都能够较稳定地沉积在植物叶片表面，这也是农药沉积过程中最需要注意的事项，既而才应考虑到表面活性剂对农药小液滴润湿铺展能力的大小。添加表面活性剂，增加农药小液滴的数目，提高润湿铺展能力，会减少农药小液滴落到靶标表面的弹跳次数，也可以增加农药的沉积量。另外，有研究表明，随着振荡频率的增加，未添加表面活性剂的溶液流失的可能性增大。
覆盖在植物表面的蜡质层是不溶于水，易溶于大多数有机溶剂的物质，主要成分为脂肪族化合物、环状化合物和甾醇化合物等。农药制剂一般以小液滴的形式落到靶标生物表面，接触其表面的蜡质层，出现三种情况，即小液滴与靶标生物表面的接触角大于90°、等于90°和小于90°。由以上对表面活性剂的介绍可知，只有当接触角小于90°时，小液滴才能有很好的润湿能力而沉积在靶标生物表面。而农药小液滴与靶标生物表面的接触角等于0°时，小液滴在靶标生物表面达到完全润湿，此时农药小液滴的表面张力成为临界表面张力。不同靶标生物，其表面性质不同，临界表面张力也不同。如果在靶标生物表面，表面活性剂对农药小液滴的表面张力没有达到临界表面张力，农药小液滴在靶标生物表面就没有达到完全润湿，农药的药效会有所降低。如水稻叶片表面的疏水性，使得大部分农药制剂施药时由于叶片表面的表面张力大于作物的临界表面张力，造成农药大量流失，因此需要加入表面活性剂降低农药制剂的表面张力。
选择适当的表面活性剂，能够使得表面张力减小，使小液滴与靶标生物表面的接触角减小，从而增大其附着作用，使药液能够较长时间沉积在靶标生物表面，而不是脱落到土壤环境中，这样也就能够使靶标生物更多吸收药液，最大提高药液的利用率。在靶标生物表面，表面活性剂起到溶解其蜡质层，促进药剂在其表面渗透与吸收等作用。
农药的剂量应该适宜，同时农药制剂中使用的表面活性剂剂量也要合理，过度使用表面活性剂可能会造成农药附着于植物表面不移动，这种情况会导致在植物表面形成积压或残留，释放农药的时间会很长，并可能大剂量释放到环境中，人和动物食用农药残留量多的作物中也会产生农药中毒等。
表面活性剂本身在农药吸收过程中对靶标生物的生物活性没有作用，但是表面活性剂能够使靶标生物的表面性质有所改变，随着农药制剂中表面活性剂浓度的增加，作用时植物叶片气孔的孔径会逐渐增大，当表面活性剂的浓度达到一定值时，植物叶片的气孔则开始关闭，之后，随表面活性剂的浓度增加植物叶片的孔径逐渐减小。表面活性剂的结构和浓度都会对农药制剂在吸收过程中的作用产生影响。靶标生物表面的蜡质层部分与表面活性剂的溶解作用是不可逆的，所以在破坏靶标生物保护层的同时可以使农药制剂更好地吸收和渗透，提高农药的利用率。
农药作用于靶标生物时，农药制剂中的表面活性剂改善了植物叶面或者防治对象表面的状态和附着能力，使得植物叶面或者防治对象表面对农药制剂的吸收增加，农药被吸收后在生物体内的输导更加顺利，从而提高了农药的生物活性，此过程称为表面活性剂对农药制剂的增效作用。农药制剂中加入表面活性剂的质量浓度对农药在植物叶面或者防治对象表面的吸收起关键性作用。低质量浓度的表面活性剂对农药制剂尤其是亲脂性农药化合物吸收的增加作用弱，这可能是由于表面活性剂的渗透能力弱，即增加农药制剂中表面活性剂的质量浓度能一定程度上增加表面活性剂的渗透能力，能刺激农药的生物活性，促进农药在植物叶面或者防治对象表面的吸收。
分子中含有环氧乙烷结构的表面活性剂能够改变活体植株和离体组织对农药除草剂的吸收，所以表面活性剂中的环氧乙烷的含量也是影响农药除草剂吸收的原因之一。亲脂性除草剂中加入环氧乙烷含量低的非离子表面活性剂，具有较好的铺展性能和较低的表面张力，比较适合农药制剂的吸收。而水溶性除草剂加入环氧乙烷含量高的表面活性剂，具有较高的铺展性，能够增加农药制剂的吸收。环氧乙烷含量低的表面活性剂是通过改变植物表面的构造来提高亲脂性除草剂的吸收，环氧乙烷含量高的表面活性剂是通过增加植物表面对水的渗透性来提高对水溶性除草剂的吸收。
表面活性剂在农药吸收过程中可以通过影响农药制剂分子在生物膜中的渗透行为，以实现农药的吸收过程。一方面，表面活性剂的增溶作用可以改变农药的增溶量，使农药有效成分随溶剂直接进入靶标生物表面向生物体内渗透，提高农药的有效利用率；另一方面，表面活性剂可以通过改变生物膜的流动性或者改变生物膜对脂类农药分子的溶解和排斥能力，以控制农药在生物膜中的渗透作用，提高农药在使用过程中的吸收。农药制剂与水介质移动速率的相对大小是农药制剂扩散释放机理的控制因素之一。还有一种农药吸收过程是通过使用有机硅表面活性剂，使得农药小液滴落到靶标表面具有较强的润湿铺展能力和对疏水性表面的极强附着力而在靶标表面形成液膜，液膜沿着气孔的边缘输送农药有效成分至生物体内。
在使用农药制剂的过程中，可能会由于气流、靶标生物表面性质和制剂本身的性质等原因，使农药药液流失到环境中造成污染。农药环境行为的研究评价主要是研究农药制剂的降解性环境行为（包括农药的水解、土解以及在水中和土壤表面的光化学降解）和迁移性环境行为（包括农药在土壤中的吸附行为、淋溶行为和农药挥发性行为）。农药制剂中添加有一定量的表面活性剂，表面活性剂分子所形成的胶束、胶团、微乳及乳液的结构，对于农药制剂所处实际环境液/液界面以及固/液界面性质的影响，将有可能会对农药制剂活性成分等有机分子的聚集行为产生影响并进一步改变其降解以及迁移行为。
（1）表面活性剂对农药在土壤中的迁移行为的影响 土壤是环境的构成因素之一，也是人类生存必不可缺的因素，因此环境的相关研究必须包括土壤的研究。农药制剂流失到土壤中，两者之间的相互作用主要是静电吸附、化学吸附、分配、沉淀和络合等，一般情况是液相到固相的溶解和分配过程。农药制剂在土壤中的溶解过程，主要是表面活性剂的增溶作用使得一些有机污染物能够被溶解，表面活性剂的CMC值越低，增溶效果越好。表面活性剂的增溶作用以及降低界面张力的作用能够增加土壤中疏水性有机污染物的流动性，即表面活性剂增效修复技术，此技术用以减少土壤中有机污染物已成为近年来表面活性剂在环境中应用的研究热点。
（2）表面活性剂对农药降解行为的影响 农药制剂在环境中的降解途径包括生物降解、水解和光化学降解等，其中光化学降解是最重要的一种降解途径。农药制剂中的表面活性剂形成的胶团会对有机分子的聚集行为产生影响并进一步改变降解行为，因此研究常用表面活性剂存在条件下的农药降解行为的变化对农药安全评价的完善有着重要的意义。相关研究所涉及的农药制剂的降解途径有氧化、水解、光解、酶解等，对于表面活性剂所起催化（抑制）作用的机理研究主要是通过有机物分子和表面活性剂的相互作用的研究，选择合适的相行为模型来进行模拟推断。催化机理主要是局部浓度效应，表面活性剂作用下对有机物的催化模型运用较多的有两相模型、伪相模型以及伪相离子交换模型等。为了更好地优化农药制剂，农药制剂在乳液中的降解行为需要进行更细致的研究，包括测定其复杂反应物的分布。
不同种类的表面活性剂对农药制剂在水环境中的光化学降解影响程度不同，但是都会呈现一定的规律。有研究不同表面活性剂对胺菊酯光解的影响情况表明，添加表面活性剂都能够促进农药制剂在水中的光降解能力。还有研究具体说明了表面活性剂对农药制剂在水中的光化学降解的影响情况。以高压汞灯（HPML）和紫外-可见吸收光（UV-Vis）作为模拟光源，能够有效地避免受到外界环境的影响，研究了多种表面活性剂对毒死蜱在水溶液中的光化学降解的情况，此过程受表面活性剂的类型和浓度的影响。
农药的大量使用过程中存在着许多问题，如残留大、资源浪费、成本较高及环境污染较严重等，因此研究农药的减量化有极其重要的意义。农药减量化，就是在不影响防治效果的前提下，在施用过程中农药制剂的量有所减少。实际上，农药减量化主要是从防治对象、农药品种、添加的表面活性剂的种类和用量、喷药次数和喷药器具等方面对农药制剂的施用过程进行一定改善，提高农药制剂的有效利用率，从而实现农药的防治效果与常量施药大致相同甚至超过常量施药的防治效果。在提高农药制剂的有效利用率中，添加表面活性剂能够起到十分重要的作用。
表面活性剂在农药的使用过程中，表面活性剂的分散作用使得农药具有良好的稳定性，降低表面张力能够使得农药雾化过程形成的小液滴直径合适，润湿作用能够使农药制剂很好地附着于靶标生物表面，增溶作用能够使农药在靶标生物表面的渗透性增加等。这些都是表面活性剂在农药使用过程中，增加农药有效利用率、提高防治效果的作用，因此表面活性剂在农药减量化中的应用具有深远意义。喷雾助剂主要是表面活性剂所表现出来的增加润湿、展着、渗透力，增加农药沉积量，增效，降低抗药性，改善喷雾质量，提高药剂的环境适应性，减少飘移污染等特性，将成为实现农药零增长和农药减量使用的重要手段。特别是我国幅员辽阔，气候差异大，不同地域的同种作物其叶面性质差异很大，同一种作物在不同生长期其叶面性质差异也很大，在目前很多企业一个配方面对全国的情况下，桶混助剂的使用就尤为必要。对于不同的药剂，添加的表面活性剂种类和用量不同，其作用过程中农药的减量程度也不同，因此，对于具体情况的农药减量化技术的改善需要进一步研究确定最佳施药方案。