분자량이 1만 이상인 거대 분자를 말한다. 100개 이상의 원자로 구성되어 있다. 녹말, 셀룰로오스, 단백질, 천연고무 같은 천연 고분자와 합성수지, 합성섬유, 합성고무 등의 합성 고분자로 나누어진다. 근래에는 합성 고분자의 중요성이 높아지고 있다. 대부분 다른 저분자(단위체 또는 단량체라고 부르는)들의 반복된 집합(이를 중합이라 한다)에 의해서 만들어진다. 분자량이 일정하지 않아 녹는점과 끓는점이 일정하지 않고, 분리하거나 정제하기가 어렵다. 또한 화학적으로 안정하므로 반응을 잘 하지 않고 화학약품에 잘 견딘다. 고분자 화합물은 기화하기 전에 분해되므로 고체나 액체로만 존재한다. 고분자의 집합체가 고분자화합물(또는 고분자물질)이다.