Nước được gọi là "sôi" khi các bong bóng hơi nước có thể mọc lên và nở ra mà không bị giới hạn và bị vỡ chỉ khi nó lên tới mặt thoáng. Để một bong bóng hơi có thể nở ra, nhiệt độ phải đủ cao để áp suất hơi bằng hoặc vượt quá áp suất xung quanh (chủ yếu là áp suất khí quyển). Dưới nhiệt độ đó, một bong bóng hơi nước sẽ co lại và biến mất.

Sự quá sôi là một ngoại lệ của nguyên lý đơn giản này; một chất lỏng đôi khi được quan sát không sôi cho dù áp suất hơi của đã vượt quá áp suất xung quanh. Nguyên nhân là do một lực khác, lực căng bề mặt ức chế sự phát triển của các bong bóng trong nước.[4]

Sức căng bề mặt làm cho bong bóng hơi hoạt động giống như một quả bóng đàn hồi. Áp suất bên trong được tăng lên một ít bởi "vỏ" của bóng đang co lại. Để bong bóng có thể nở ra, nhiệt độ phải được tăng lên trên điểm sôi một ít để tạo ra áp suất hơi đủ lớn để vượt qua cả sức căng bề mặt và áp suất xung quanh.

Sự quá sôi khiến cho nước nóng dễ bị bắn ra, đó là do một bong bóng lớn có thể phồng ra dễ dàng hơn bong bóng nhỏ; giống như khi thổi bóng bay, phần khó nhất là khi bắt đầu. Áp suất dư Δ p {\displaystyle \Delta p} tạo ra do sức căng bề mặt tỉ lệ nghịch với đường kính d {\displaystyle d} của bong bóng.[5] Tức là, Δ p ∝ d − 1 {\displaystyle \Delta p\propto d^{-1}} . Có thể suy ra điều này bằng cho một mặt phẳng tưởng tượng cắt một bong bóng làm hai nửa. Mỗi nửa bị kéo vào giữa với lực căng bề mặt F ∝ π d {\displaystyle F\propto \pi d} , và phải được cân bằng bởi lực từ áp suất dư Δ p × ( π d 2 / 4 ) {\displaystyle \Delta p\times (\pi d^{2}/4)} . Do đó ta có Δ p ( π d 2 / 4 ) ∝ π d {\displaystyle \Delta p(\pi d^{2}/4)\propto \pi d} , có thể giản ước thành Δ p ∝ d − 1 {\displaystyle \Delta p\propto d^{-1}} .

Điều này có nghĩa là nếu những bong bóng to nhất trong một vật chất là nhỏ, đường kính chỉ cỡ một vài micromet, vượt qua sức căng bề mặt có thể cần một lượng Δ p {\displaystyle \Delta p} lớn, do đó cần vượt qua điểm sôi một vài độ Celsius. Một khi một bong bóng đã bắt đầu lớn lên, áp suất căng bề mặt giảm đi đáng kể, nên nó nở ra không ổn định và có thể nổ tung khi vỡ. Trên thực tế, hầu hết vật chứa đều có vết xước hoặc một số biến dạng khác giữ lại các khối không khí đóng vai trò làm bong bóng kích thích sự sôi, và nước không tinh khiết chứa những phần tử nhỏ cũng có thể giữ khối không khí. Quá sôi chỉ chắc chắn xảy ra với một vật chứa trơn chứa nước tinh khiết.