傳統的水凝膠是高分子聚合物形成的一種均相體系，含水量極高，並且具有特殊的性質。
小分子水凝膠是由小分子自組裝形成的。小分子通過非化學鍵的相互作用，相對穩定的形成具有比較規則的結構的聚集體即為自組裝的過程。這類相互作用包括氫鍵、p-π相相互作用等。
分子量通常在2000以下的小分子，通過定向排列形成微米級別的類似於膠束的粒子，這些粒子進一步形成凝膠。如果是在水溶液體系中，則形成小分子水凝膠。水凝膠的剪下模量大於其彈性模量。
利用寡肽衍生物等成膠是比較通行的辦法。包括芴基二肽、八肽等，均有文獻報導。
小分子水凝膠的套用非常廣泛，由於自組裝體系的生物相容性比較強，其生命科學和醫學的套用前景較好。現在用小分子水凝膠做貼壁依附性細胞的三維培養支架的套用已經較為成熟。這種培養方法在促進幹細胞定向分化、促進細胞增殖等方面表現出驚人的特性。國內有報導利用小分子水凝膠的環境敏感性，在成膠分子上掛接藥物分子，進行靶向給藥的案例。另外在分析科學上也有潛在的套用。
小分子水凝膠的研究始於20世紀90年代，現在仍在起步階段。我國香港中文大學、南開大學、山東大學等均有學者研究。
