При физической адсорбции (физосорбции) электронная структура атомов или молекул практически не изменяется. Типичные энергии связи составляют примерно 10–100 мэВ. Для физосорбции характерна многослойная адсорбция, отсутствует активационный барьер, процесс физосорбции обратимый. Физосорбцию можно наблюдать только при сравнительно низких температурах (при комнатной температуре термическая энергия k_BT составляет примерно 25 мэВ). Типичный пример физосорбции — это адсорбция инертных газов на поверхности металлов при низких температурах.