Als Grenzfläche oder Phasengrenze wird in der Physik und Materialwissenschaft die Fläche zwischen zwei Phasen bezeichnet, beispielsweise die Fläche zwischen zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten wie Öl und Wasser.Als Grenzflächen im engeren Sinn werden nur die folgenden Flächen bezeichnet:
zwischen flüssigen und flüssigen Phasen
zwischen flüssigen und festen Phasen
zwischen festen und festen Phasen,während die Fläche
zwischen festen und gasförmigen Phasen
zwischen flüssigen und gasförmigen Phasenmeist als Oberfläche (Feststoffoberfläche) bezeichnet wird.
Die Unterscheidung zwischen Grenz- und Oberflächen ist historisch bedingt und teilweise willkürlich. Dass auch der dritte oben angesprochene Fall (Grenzflächen innerhalb eines Festkörpers) Bedeutung hat, zeigen die zahlreichen Diskontinuitäten in der Erdkruste und im Erdmantel.
Mit den Eigenschaften von Grenzflächen im weiteren Sinne beschäftigen sich die Oberflächenchemie und Oberflächenphysik.