高分子化合物實際上就是分子量大的化合物。水的分子量是18，二氧化碳的分子量是44，而高分子化合物的分子量高達幾萬，甚至幾千萬。
我們生活在遍布高分子化合物的世界中。我們吃的澱粉、蛋白質；穿的絲綢、棉花、化學纖維；住的用木材建造的房屋；甚至我們自身的機體，都是由高分子化合物組成的。隻是化學家們在很長時期裏認不清它們。
直到20世紀20年代初，德國有機化學家斯陶丁格在研究天然橡膠的組成和合成橡膠的過程中，才明確提出一群有膠體特性的物質，橡膠、纖維素、澱粉、蛋白質等，是由幾千甚至幾萬個碳原子聯結成長鏈的大分子。它們分子中的原子和水、二氧化碳分子中的原子一樣，是由共價鍵結合的，不同的隻是分子大小不一樣。
斯陶丁格為了確立大分子學說，進行了分子大小的定量計算。他在廣泛研究的基礎上，發現分子大小與形成溶液的黏度有關，建立了大分子化合物的分子量與形成溶液黏度之間的關係式，即增比黏度與分子量大小及溶液的濃度成正比。
斯陶丁格還提出大分子化合物可以由不同方式生成，一種就是小分子聚合成聚合物。聚合物這一概念早在1832年瑞典化學家貝齊裏烏斯就已經提出，當時是指乙烯和丁烯兩種化學實驗式相同但性質卻不同的兩種物質。
他把大分子化合物分為三類：一是自然界中存在的，如天然橡膠、蛋白質等；二是由自然物質轉變而來的產物，如硫化橡膠、硝化纖維素等；三是合成的物質，如酚醛樹脂、聚苯烯等。
斯陶丁格的大分子學說遭到當時一些化學家們的反對，因為當時從事纖維素、蛋白質等研究的化學家認為它是由一些小分子借分子間力結合的聚集體，膠體是由膠態分子團結合而成的。
德國化學家馬克支持斯陶丁格的學說，他用X射線測定了纖維素等分子的結構，證實了斯陶丁格的論說。瑞典化學家斯維德貝格在1924年應用超速離心機測定了蛋白質的分子量，證明這些分子量比原來認為的高得多。
1929年，美國化學家卡羅澤斯通過聚合反應合成聚酰胺，確定大分子中價鍵存在的真實性。他進而把聚合反應分為縮（合）聚（合）和加（成）聚（合）。縮聚反應是指許多相同或不相同的低分子物質形成聚合物，同時析出水、鹵化氫、氨等小分子，例如乙二醇【HO（CH_2）_20H】和癸二酸[HOOC（CH_2）_8COOH]縮聚成聚癸二酸乙二醇酯。
加聚反應也是由許多相同或不相同的低分子物質形成的聚合物，但沒有析出小分子，例如氯乙烯聚合成聚氯乙烯。