Đại đa số vật chất là do phân tử tạo nên phân tử có thể có kích thước lớn nhỏ khác nhau. Đại đa số các phân tử do vài nguyên tử hoặc vài chục nguyên tử tạo thành. Nhưng trong thế giới các phân tử cũng có những "người khổng lồ". Những phân tử khổng lồ có thể do hàng nghìn hàng vạn, thậm chí có đến mấy chục vạn đến hàng triệu nguyên tử tạo nên. Loại phân tử khổng lồ đó được gọi là hợp chất cao phân tử hay polime. Protein, sợi thực vật, tinh bột,... là những hợp chất cao phân tử tự nhiên (polime thiên nhiên). Chất dẻo tổng hợp, sợi tổng hợp, keo dán tổng hợp, ... thuộc các loại cao phân tử tổng hợp (polime tổng hợp).
Các polime tổng hợp nói chung đều có tính ổn định. Mỗi polime tổng hợp thường có một số nhóm chức đặc thù nào đó nhờ đó các polime tổng hợp sẽ có tính chất quang học, điện, từ, phản ứng hóa học, tính chất xúc tác, tính chất sinh lý nào đó. Các tính chất đặc thù của các polime được ứng dụng vào các lĩnh vực phù hợp với tính chất đó.
Nhựa trao đổi ion có khả năng trao đổi ion với các hợp chất khác, là một trong các loại polime có ứng dụng được người ta nhận biết sớm nhất. Nhựa trao đổi ion có khả năng trao đổi ion của chính mình với ion cùng tên ở một hợp chất khác. Trông bề ngoài nhựa trao đổi ion giống như trứng cá. Nhựa trao đổi ion được sử dụng khá rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như để làm ngọt nước biển, thu hồi kim loại. Nhựa trao đổi ion có thể sử dụng để thu gom nhiều ion kim loại tan trong nước, thậm chí có thể dùng nhựa trao đổi ion để trị các chứng bệnh quá nhiều các ion Na+ ; K+ trong máu hay dịch vị quá chua.
Nhựa cảm quang là một loại polime có công năng đặc biệt khá quen thuộc. Nhựa phản quang có tính chất đặc thù có tác dụng hoặc mất tác dụng dẫn điện sau khi chiếu sáng được dùng để kết tủa hoặc hòa tan một chất nào đó dưới tác dụng của ánh sáng. Nhựa phản quang được sử dụng rộng rãi trong việc chiếu phim, in ấn, trong gia công cơ giới chính xác. Có hai loại nhựa cảm quang là cảm quang âm và cảm quang dương. Nhựa cảm quang dương khi được chiếu sáng sẽ trơ, không hoà tan trong dung môi mà khi chưa bị chiếu sáng nó dễ dàng hoà tan. Nhựa cảm quang âm thì ngược lại. Loại nhựa cảm quang dương thường dùng là hỗn hợp của điazonaphtoquinon (DNQ) và nhựa novolac, được dùng rộng rãi trong kĩ thuật quang khắc (photolithography) để chế tạo mạch vi điện tử.
Nhìn chung, các polime là những chất cách điện nhưng cũng có polime dẫn điện, một số polime có cấu trúc đặc thù nào đó có tính bán dẫn hoặc có tính quang dẫn (tức là dẫn điện dưới tác dụng chiếu sáng). Các polime bán dẫn điện thường được dùng làm vật liệu sơn bán dẫn điện, làm chất chống tĩnh điện. Các polime quang dẫn điện được dùng trong ngành chụp ảnh.
Polime xúc tác là loại polime có khả năng làm xúc tác cho các phản ứng hóa học. Loại polime này có tác dụng to lớn trong công nghệ hóa học. Có loại polime được cố định một loại men nào đó nên phân tử tạo thành loại polime cố định men (hay còn gọi là cố định enzyme) nhờ đó nâng cao được tính ổn định (tính bền) của men để có thể thu hồi và sử dụng lại nhiều lần. Người ta cũng chế tạo polime thành màng mỏng rồi cố định enzim lên đó và gọi là màng polime cố định enzyme. Đây là loại màng chuyên dụng.