泡沫系统是典型的复杂非平衡系统，对于其研究往往涉及与表面物理化学、拓扑学等领域的交叉。尽管泡沫是一种司空见惯的现象，但由于其复杂性，对泡沫物理性质的研究长时间停留在泡沫的静态结构阶段。1970年后随着流体力学理论、微观显像手段与计算技术的发展，以及材料科学与工业生产的驱动，才开始进一步对泡沫的动力学进行深入研究。已有一些有关泡沫物理学的著作出版，但泡沫物理学理论体系仍然不够完整，有许多深层次的问题有待解决和研究。泡沫物理学是当前物理与化学学科的前沿领域。

对于泡沫物理学的研究起步于对泡沫的静态结构的探索。

1873年，比利时物理学家J.A.F.柏拉图基于对多年肥皂膜实验的总结，最早提出了泡沫遵循的平衡模型，由此开创了泡沫物理学。其认为泡沫中稳定的液膜应该具有最小的面积，它具有如下的性质：每3个面（皂膜）总是相遇在同一条边上（称为柏拉图边界），它们两两之间夹角为120°；4个柏拉图边界总是在一个顶点相遇，两两夹角为（四面体结构夹角）；采取其他方式堆积的泡沫结构不稳定，会逐渐转化成该结构。柏拉图泡沫平衡法则因为简单有效而被广泛接受与应用，但该模型中的核心内容仍然属于猜想，至今仍旧没有完美的数学证明。

1887年，开尔文从表面张力的角度出发，认为理想完美泡沫的三维几何结构应能够以最小的表面积填充三维空间。他断言这种结构是一种体心立方堆积的14面体的结构（由正八面体削去6个顶角得到），这种结构具有高度的对称性。1992年D.威尔和R.费伦使用他们开发的计算软件Surface Evolver找到了一种表面积更小的三位堆积结构，被称为威尔-费伦结构。这种结构由两种不对称的单元组合而成，相同情况下表面积比开尔文的结构小了0.3%。尽管未经数学证明，但这是能找到的公认的最优化的结构。由于这种结构较为复杂，其尚未在实验中观察到。而开尔文结构的泡沫却能够方便的用实验方法制备出来。中国国家游泳中心水立方的建筑设计就是使用的威尔-费伦结构。

现对于具有单一分散性的泡沫的形态结构已经有了较为清楚的认识，研究方向已经转向湿泡沫和无序泡沫。

泡沫是一个非平衡系统，经过足够长的时间最终会演化成气液分离的热力学平衡状态。因此泡沫的稳定性是被关心的一个重要问题。影响泡沫稳定性的演化过程主要分为三种：①泡沫中的液体在重力的作用下逐渐流出，称为泡沫排液。②不同大小的气泡的压力不同，它们之间的气体扩散使得大气泡变大，小气泡变小，这个过程称为泡沫老化。③气泡之间的液膜破裂使得相邻气泡融合。以上的三个过程中，泡沫老化依靠的是气体扩散，过程比较慢，气泡融合可以通过采用合适的表面活性剂消除，而重力驱动的泡沫排液不可避免，直接影响泡沫的稳定性。三种因素还会相互影响，使泡沫呈现出随时间不断变化的丰富非平衡。另外，泡沫具有与一般物质不同的流变性，如弹性、塑性、黏性等，与常见的物质差异非常大。研究这些性质对泡沫的生产、运输和应用具有非常重要的意义。由于泡沫系统中的相互作用以及涉及过程十分复杂，使泡沫的流变性成为一项非常具有挑战性的研究。

一个与泡沫系统十分相近的体系是乳液。二者都是两相不互溶的体系，只是一个是气液界面，一个是液液界面，二者在微观结构、稳定性机理和流变特性等方面具有许多共同的特性。实际中泡沫的产生绝大多数情况下需要表面活性剂的参与，因此泡沫物理学与物理化学的关系十分紧密，在一些界面化学的教材中泡沫有独立的章节进行详细描述。另外，泡沫静力学的研究也吸引了很多的数学家来研究其中涉及的拓扑学、几何学等原理。

泡沫及相关材料在工业中有着重要的应用，如重工业中使用泡沫浮选矿物，化工生产中需要控制消除泡沫，精细化工中各种清洁剂、发泡剂，泡沫灭火器的配方，还有航天航空中需要的轻质高强度的泡沫材料。泡沫动力学是科学家们正在攻克的主要难题。泡沫的排液以及流变性也将会是今后很长一段时间内的研究热点。此外，许多其他研究方向不断出现，如固体颗粒对泡沫的稳定作用、气动泡沫以及非水体系下的泡沫等。有关泡沫的研究也不断的采用新技术，如使用微流控技术研究单分散泡沫的各种性质已经逐渐成熟。