Сольвата́ция (от лат. solvo – растворять), стабилизирующее систему взаимодействие частиц растворителя с частицами растворённого вещества (атомами, молекулами, ионами) или с функциональными группами на поверхности нерастворимого материала. Если растворителем служит вода, процесс называется гидратацией. Сольватация может быть вызвана электростатическими и ван-дер-ваальсовыми силами, возникновением координационных и водородных связей и т. д. В результате сольватации вокруг частиц растворённого вещества или функциональных групп на поверхности возникают сольватные оболочки из частиц растворителя, которые характеризуются определённой пространственной структурой, координационными числами и т. д. Из растворов могут быть выделены сольваты – кристаллические соединения, состоящие из частиц растворённого вещества и растворителя. Сольватация – обязательная часть процесса образования жидких растворов. Сольватация происходит и при сорбции веществом растворителя из пара. Сольватированные ионы наблюдают при определённых условиях в газовой фазе.

Сольватация – причина различий в физических и химических свойствах индивидуальных частиц в газовой фазе и растворе. Отличаются друг от друга и свойства одинаковых частиц, растворённых в разных растворителях. Сольватация приводит к смещению полос в ИК-, УФ-видимых и ЯМР-спектрах растворённых частиц, влияет на характеристики процессов электропроводности, диффузии, константы скорости и константы равновесия химических реакций, коэффициенты распределения и т. д.

Термодинамические характеристики сольватации (энергия Гиббса, энтальпия, энтропия) соответствуют процессу переноса частицы из газовой фазы (вакуума) в бесконечно разбавленный раствор этих частиц в данном растворителе и определяются экспериментально как разности соответствующих характеристик для процессов растворения и сублимации веществ. Определяют и термодинамические характеристики процесса переноса частицы из одного растворителя в другой. Эти величины позволяют сравнивать сольватирующую способность различных растворителей.

Существуют различные модельные описания процессов сольватации, но количественный расчёт характеристик сольватации в рамках существующих физико-химических теорий растворов остаётся трудной задачей. Для оценочных расчётов широко используют эмпирические линейные уравнения, связывающие термодинамические величины для процесса сольватации с экспериментально определяемыми характеристиками растворителя («полярность», «поляризуемость» и т. д.).