高聚物結構和性能的測定方法很多，分以下三部分加以介紹。
一、高聚物結構的測定方法
高聚物結構是材料物理和力學性能的基礎，所以人們了解高聚物的微觀、亞微觀直到宏觀不同結構層次的形態和聚集態是必不可少的，而且十分重要。
測定鏈結構的方法有X射線衍射法（大角）、電子衍射法、中心散射法、裂解色譜、質譜、紫外吸收光譜、紅外吸收光譜、拉曼光譜、微波分光法、核磁共振法、順磁共振法、熒光光譜、偶極矩法、旋光分光法、電子能譜等。
測定聚集態結構的方法有X射線小角散射、電子衍射法、電子顯微鏡（TEM、SEM）、光學顯微鏡、原子力顯微鏡、固體小角激光光散射等。
測定結晶度的方法有X射線衍射法、電子衍射法、核磁共振吸收（寬線）、紅外吸收光譜、密度法、熱分析法。
測定高聚物取向程度的有雙折射法、X射線衍射、圓二色性法、紅外二色性法。
測定高聚物分子鏈整體的結構形態可分四部分。相對分子質量的測定方法有溶液光散射法、凝膠滲透色譜法、黏度法、擴散法、超速離心法、溶液激光小角光散射法、滲透壓法、氣相滲透壓法、沸點升高法、端基滴定法。支化度的測定方法有化學反應法、紅外光譜法、凝膠滲透色譜法、黏度法。交聯度測定方法有溶脹法、力學測量法（模量）。相對分子質量分布的測定有凝膠滲透色譜、熔體流變行為、分級沉澱法、超速離心法。
二、高聚物分子運動（轉變與鬆弛）的測定
在研究結構和性能的關係上，多重轉變與運動是橋梁，因為所使用的高分子材料，在一定條件下總處於一定的分子運動狀態，改變條件就能改變分子運動的狀態，換言之，高聚物本身從某種模式分子運動狀態改變到另一種平衡模式分子運動的狀態，這就是轉變，或稱為鬆弛。轉變或鬆弛現象一方麵反映了高聚物的結構以及結構的變化，例如：玻璃化溫度Tg聚乙烯為125℃、聚氯乙烯為87℃、聚甲基丙烯酸甲酯為105℃，不同的Tg轉變溫度，反映了不同的高聚物在結構上的區別。橡膠在低溫時高分子鏈的內旋轉運動被凍結，就處於玻璃態，當溫度高過Tg後轉變成橡膠態，高分子鏈的長程運動使橡膠具有高彈性，溫度再升高到流動態，高分子鏈的重心能發生位移，使材料具有塑性，能加工成型。結晶的高聚物在低於Tg和Tm之下有次級轉變α、β、γ，它反映了結晶區、非晶區的分子運動。轉變或鬆弛現象也使材料的熱力學性能、黏彈性能和其他物理性能發生急劇的改變。由此可見，研究轉變或鬆弛是了解結構與性能關係的橋梁。
了解高聚物多重轉變與運動有各種方法，主要有四種類型：體積的變化、熱力學性質及力學性質的變化和電磁效應。測定體積的變化包括膨脹計法、折射係數測定法等；測定熱學性質的方法包括差熱分析方法（DTA）和差示掃描量熱法（DSC）等；測定力學性質的變化的方法包括熱機械法、應力鬆弛法等；還有動態測量法如動態模量和內耗等；電磁、效應包括測定介電鬆弛、核磁共振等。
三、高聚物性能的測定
性能是結構在一定條件下的表現，在這裏高聚物的性能主要是指直接為生產使用服務的性質，這些表征材料某一性質的物理參數，對控製產品質量，了解加工性能和使用範圍，評價和應用新型材料，研究結構與性能的關係有著重要的意義。
高聚物的力學性能主要是測定材料的強度和模量以及變形。試驗方法有很多種，有拉伸、壓縮、剪切、彎曲、衝擊、蠕變、應力鬆弛等。靜態力學性能試驗機有靜態萬能材料試驗機、專用應力鬆弛儀、蠕變儀、擺錘衝擊機、落球衝擊機等，動態力學試驗機有動態萬能材料試驗機、動態黏彈譜儀、高低頻疲勞試驗機。
材料本體黏流行為主要是測定黏度以及黏度和切變速率的關係、剪應力與切變速率的關係等，采用的儀器有旋轉黏度計、熔融指數測定儀、各種毛細管流變儀等。
材料的電學性能，主要測材料的電阻、介電常數、介電損耗角正切、擊穿電壓，采用儀器有高阻計、電容電橋介電性能測定儀、高壓電擊穿試驗機等。
材料的熱性能，主要測材料的導熱係數、比熱容、熱膨脹係數、耐熱性、耐燃性、分解溫度等。測試儀器有高低溫導熱係數測定儀、差示掃描量熱儀、量熱計、線膨脹和體膨脹測定儀、馬丁耐熱儀和維卡耐熱儀、熱失重儀、矽碳耐燃燒試驗機等。
材料的其他性能還很多，如耐熱老化性能、耐自然老化性能等，采用熱老化箱和模擬自然的人工氣候老化箱等。測定材料的密度，采用密度計法和密度梯度管法。測定透光度采用透光度計。測定透氣性采用透氣性測定儀。測定吸濕性采用吸濕計。測定吸音係統采用聲衰減測定儀。