它把系统中弯曲界面的曲率半径与曲界面下的凝固点、饱和蒸气压或饱和浓度联系起来。

由晶体相和流体相（熔体、气体或溶液）组成的二相系统，晶-流界面为曲面。在平衡情况下，由弯曲界面产生的界面压强等于晶相压强与流体相压强之差。它与曲界面的主曲率半径和及界面能有关，其表达式为：

当二相的曲界面为半径的球面，则界面压强可简化为：

弯曲相界面的相平衡条件与平界面一样，仍然是固体相的化学势与流体相的化学势相等。但在曲界面情况下，由于存在界面压强，二相的平衡压强不相同，对于半径为的球形界面，可表示为：

式中为半径为球形界面时流体相的平衡压强；为二相的平衡温度。

流体相为熔体时，晶-熔系统中曲界面引起的界面压强在晶体和熔体中都很小，可以把化学势用级数展开，略去二次以上高阶微量，得到晶-熔系统的吉布斯-汤姆孙关系：

式中为摩尔相变潜热；和分别为半径为的球形界面和平界面的凝固点；为晶体的摩尔体积。上式表示了弯曲界面引起的凝固点变化与界面曲率半径间的定量关系。当界面凸向熔体时，取正号，于是凸向熔体的曲界面使凝固点降低；晶体为凹界面时，取负号，凝固点提高。

流体相为蒸气时，晶-气系统中由于晶相曲界面引起的界面压强很小，若把蒸气作为理想气体，利用理想气体的化学势，得到晶-气系统的吉布斯-汤姆孙关系：

式中和分别为半径为球形界面和平界面的平衡蒸气压；为气体普适常数。上式表达了界面曲率半径与平衡蒸气压间的关系。当晶体为凸界面时，，于是。若实际蒸气压为，则这时为未饱和气压。反之，晶体为凹界面时，这时气压为过饱和蒸气压。

对于晶体-溶液系统，若溶液为稀溶液，则可以得到和晶-气系统十分类似的晶体-溶液系统的吉布斯-汤姆孙关系式：

式中和分别为半径为球形界面和平界面的平衡浓度。弯曲界面对平衡浓度的影响与在晶-气系统中对平衡蒸气压的影响完全相似。