Τα πολυμερή είναι χημικές ενώσεις που το μόριό τους αποτελείται από πολλά, μικρά μόρια ενωμένα μεταξύ τους. Αυτά τα μικρά μόρια, καθώς ενώνονται κατά εκατοντάδες ή χιλιάδες μεταξύ τους, παράγουν μακριές αλυσίδες ή διακλαδίζονται σχηματίζοντας πολύ μεγάλα μόρια που έχουν ιδιαίτερες και πολύ χρήσιμες ιδιότητες. Tα μικρά μόρια που ενώνονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν πολυμερή, ονομάζονται μονομερή.
Τα πολυμερή μπορεί να παράγονται από τους οργανισμούς, κυρίως από τα φυτά και τα ζώα και ονομάζονται φυσικά πολυμερή. Επίσης μπορεί τα φυσικά πολυμερή να αναφέρονται και ως βιοπολυμερή. Τέτοια πολυμερή μόρια είναι οι πρωτεΐνες (π.χ. τρίχες), το DNA, η κυτταρίνη (π.χ. βαμβάκι), το άμυλο και πολλά άλλα. Τα μονομερή τους αντίστοιχα, είναι τα αμινοξέα, τα νουκλεοτίδια και η γλυκόζη (τόσο για την κυτταρίνη όσο και για το άμυλο).
Τα πολυμερή μπορεί να παραχθούν και σε ένα εργαστήριο από απλά μόρια, συνήθως συστατικά του πετρελαίου και του φυσικού αερίου. Η διαδικασία παραγωγής ονομάζεται πολυμερισμός. Ένα συστατικό του φυσικού αερίου, το αιθυλένιο, χρησιμοποιείται για να παραχθεί το πολυμερές πολυαιθυλένιο. Το πολυαιθυλένιο, ανάλογα με το μήκος του μορίου του, έχει πολλές εφαρμογές όπως στην παραγωγή μπουκαλιών για εμφιαλωμένο νερό.
Το προπυλένιο είναι ένα άλλο μικρό μόριο που όταν πολυμερίζεται δίνει το πολυπροπυλένιο από το οποίο παράγονται πλαστικά όπως πλαστικοί σωλήνες για πολλαπλές χρήσεις.
Το γνωστό μας φελιζόλ παράγεται από διόγκωση του πολυμερούς πολυστυρένιο που παράγεται από το στυρένιο (μονομερές).
Άλλα συνθετικά πολυμερή είναι το πολυαμίδιο (νάιλον), ο πολυεστέρας, η πολυουρεθάνη κλπ.
Η τεχνολογία του πολυμερισμού, δηλαδή ο τρόπος με τον οποίο γίνεται ο πολυμερισμός, έχει πολύ μεγάλη σημασία και μπορεί να δώσει διαφοροποιημένα προϊόντα με ποικίλες ιδιότητες και χρήσεις.
