고체 또는 액체 표면에 생기는 두께가 한 분자의 지름 정도 되는 얇은 층. 한분자층이라고도 한다.

이것이 계면(界面)에서 막을 이루고 있을 때는 단분자막(또는 한분자막)이라고 한다.

고급지방산 · 고급알코올 등을 벤젠에 녹여 수면에 한방울 떨어뜨리면 친수기(親水基)를 물쪽에, 소수기(疎水基)를 공기 쪽에 향하고 분자가 배향(配向)하여 단분자막을 이룬다.

또 금속 등이 산화할 때나 기체 또는 증기 등이 고체의 표면에 흡착할 때에도 두꺼운 산화막이나 흡착막이 생기기 전에 표면 또는 표면의 일부에 산화물이나 흡착물질의 단분자층이 생긴다.

수면이나 고체면상의 단분자층은 분자배열의 특수성이 반영되어 있기 때문에 물질의 구조 · 반응 · 계면현상 등의 연구에 원용된다.