Os agentes de acoplamento de silano têm a capacidade de formar uma ligação durável entre materiais orgânicos e inorgânicos. Os encontros entre materiais diferentes envolvem pelo menos um membro que é silicoso ou tem química de superfície com propriedades siliciosas; silicatos, aluminatos, boratos, etc., são os principais componentes da crosta terrestre. Interfaces que envolvem tais materiais se tornaram uma área dinâmica de química na qual superfícies foram modificadas para gerar ambientes heterogêneos desejados ou para incorporar as propriedades de diferentes fases em uma estrutura composta uniforme.
A fórmula geral para um agente de acoplamento de silano geralmente mostra as duas classes de funcionalidade. X é um grupo hidrolisável tipicamente alcoxi, aciloxi, halogéneo ou amina. A seguir à hidrólise, forma-se um grupo silanol reactivo, o qual pode condensar com outros grupos silanol, por exemplo, aqueles na superfície de cargas siliciosas, para formar ligações de siloxano. Produtos de condensação estáveis também são formados com outros óxidos, como os de alumínio, zircônio, estanho, titânio e níquel. Ligações menos estáveis são formadas com óxidos de boro, ferro e carbono. Os óxidos e carbonatos de metais alcalinos não formam ligações estáveis com Si-O-. O grupo R é um radical orgânico não hidrolisável que pode possuir uma funcionalidade que transmite características desejadas.
O resultado final da reação de um organosilano com um substrato varia de alterar as características de molhamento ou adesão do substrato, utilizando o substrato para catalisar transformações químicas na interface heterogênea, ordenando a região interfacial e modificando suas características de partição. Significativamente, inclui a capacidade de efetuar uma ligação covalente entre materiais orgânicos e inorgânicos.