有機高分子材料又稱聚合物或高聚物材料，是一類由一種或幾種分子或分子團(結構單元或單體)以共價鍵結合成具有多個重複單體單元的大分子，其分子量高達10～10。

它們可以是天然產物如纖維、蛋白質和天然橡膠等，也可以是用合成方法製得的，如合成橡膠、合成樹脂、合成纖維等非生物高聚物等。聚合物的特點是種類多、密度小（僅為鋼鐵的1/7～1/8），比強度大，電絕緣性、耐腐蝕性好，加工容易，可滿足多種特種用途的要求，包括塑料、纖維、橡膠、塗料、粘合劑等領域，可部分取代金屬、非金屬材料。

天然有機高分子材料有四種：

分別是澱粉,纖維素,蛋白質,天然橡膠

澱粉是葡萄糖分子聚合而成的，它是細胞中碳水化合物最普遍的儲藏形式。澱粉在餐飲業中又稱芡粉，通式是(C6H10O5)n，水解到二糖階段為麥芽糖，化學式是C12H22O11，完全水解後得到單醣（葡萄糖），化學式是C6H12O6 。澱粉有直鏈澱粉和支鏈澱粉兩類。前者為無分支的螺旋結構；後者以24~30個葡萄糖殘基以α-1,4-糖苷鍵首尾相連而成，在支鏈處為α-1,6-糖苷鍵。直鏈澱粉遇碘呈藍色，支鏈澱粉遇碘呈紫紅色。這並非是澱粉與碘發生了化學反應(reaction)，產生相互作用(interaction)，而是澱粉螺旋中央空穴恰能容下碘分子，通過範德華力，兩者形成一種藍黑色絡合物。實驗證明，單獨的碘分子不能使澱粉變藍，實際上使澱粉變藍的是碘分子離子。澱粉是植物體中貯存的養分，貯存在種子和塊莖中，各類植物中的澱粉含量都較高。澱粉可以看作是葡萄糖的高聚體。澱粉除食用外，工業上用於制糊精、麥芽糖、葡萄糖、酒精等，也用於調製印花漿、紡織品的上漿、紙張的上膠、藥物片劑的壓制等。可由玉米、甘薯、野生橡子和葛根等含澱粉的物質中提取而得。

纖維素（cellulose）是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶於水及一般有機溶劑。是植物細胞壁的主要成分。纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖，佔植物界碳含量的50%以上。棉花的纖維素含量接近100%，為天然的最純纖維素來源。一般木材中，纖維素佔40～50%，還有10～30%的半纖維素和20～30%的木質素。

纖維素是植物細胞壁的主要結構成分，通常與半纖維素、果膠和木質素結合在一起，其結合方式和程度對植物源食品的質地影響很大。而植物在成熟和後熟時質地的變化則有果膠物質發生變化引起的。人體消化道內不存在纖維素酶，纖維素是一種重要的膳食纖維。自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖。

蛋白質是組成人體一切細胞、組織的重要成分。機體所有重要的組成部分都需要有蛋白質的參與。一般說，蛋白質約佔人體全部質量的18%，最重要的還是其與生命現象有關。

蛋白質（protein）是生命的物質基礎，是有機大分子，是構成細胞的基本有機物，是生命活動的主要承擔者。沒有蛋白質就沒有生命。氨基酸是蛋白質的基本組成單位。它是與生命及與各種形式的生命活動緊密聯繫在一起的物質。機體中的每一個細胞和所有重要組成部分都有蛋白質參與。蛋白質占人體重量的16%~20%，即一個60kg重的成年人其體內約有蛋白質9.6~12kg。人體內蛋白質的種類很多，性質、功能各異，但都是由20多種氨基酸（Amino acid）按不同比例組合而成的，並在體內不斷進行代謝與更新。

天然橡膠是一種以順-1，4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物，分子式是（C5H8）n，其成分中91%～94%是橡膠烴（順-1，4-聚異戊二烯），其餘為蛋白質、脂肪酸、灰分、醣類等非橡膠物質。天然橡膠是應用最廣的通用橡膠。