結構是材料物理和力學性能的基礎，但即使同一種結構已經確定的物質，由於處在不同的狀態下，其分子運動方式也不一樣，會顯示出不同的物理和力學性能。所以單純了解高聚物結構是不夠的，還需要考察它的分子運動時所表現的狀態特點，才能建立高聚物結構與性能之間的內在聯係。
高聚物由於結構形態的複雜性，導致分子運動單元的多重性，從而使其狀態依賴於溫度和時間兩個參數。溫度依賴性是由於升高溫度使分子的熱運動圖程度和運動的空間增大。因此當溫度由低變高時，高聚物曆經三種狀態，即玻璃態、高彈態和黏流態。從分子運動的角度來看，這三種狀態分別對應於側基及鏈節的小範圍運動、鏈段運動和大分子整體運動。在這三種狀態下，高聚物的力學參數——模量不同。因此可以用模量對溫度作圖顯示出高聚物三種狀態的溫度範圍及其轉變溫度。其中玻璃化轉變溫度Tg是表征高聚物性能的重要指標。它意味著鏈段運動解凍的溫度，即高聚物由僵硬的玻璃狀態進入能產生很大形變的高彈狀態。
從另一方麵來看，外力使高聚物從一個平衡狀態通過分子運動到另一個狀態需要一定的時間，稱之為鬆弛時間。如果外力作用的時間比高聚物鏈段轉變的鬆弛時間短很多，則表現為玻璃態，反之則表現為高彈態。因此，如果在一定的溫度條件下以時間對模量作圖，也能觀察到區別狀態的曲線。
由於高聚物的結構特點具有鬆弛時間和溫度依賴兩種本質關係，使其力學性能出現高彈性和黏彈性行為。高彈性是高聚物分子鏈的構象形狀改變所導致的柔性。這種彈性行為是構象熵改變所致，所以形變大而彈性模量很小。高聚物的黏彈性是指高聚物材料不但表現彈性材料的特性，而且還有黏性流體的性質。這種黏彈性在高聚物的加工成型和使用過程中表現得極為突出。因此在涉及高聚物力學行為的場合下，必須同時考慮應力、應變、溫度和時間四個參數。
一些結晶性高聚物因為存在著非晶區，所以也有上述各種分子運動狀態。但所不同之處在於非晶區的分子運動受到晶區的牽動。同時晶區本身也還有晶區內分子鏈段運動和晶型轉變的運動。因此有很多具有不同機理的鬆弛時間。
綜上所述，為了弄清楚高聚物的結構和結構與性能的關係，需要借助現代分析技術從各個角度來進行研究考察才有可能實現。現在已發展了很多測試方法，但必須對這些方法的原理、特點和應用範圍有所了解，才能正確地選擇和使用，來獲得所需要的信息，從而幫助對高聚物加工成型條件的掌握，改進或提高高聚物的性能，以及設計並合成具有指定性能的高聚物材料。