يمكن تقسيم جميع مركبات الجزيئات الضخمة حسب منشئها إلى مركبات إصطناعية يحصل عليها بطريقة التخليق من المركبات ذات الجزيئات الصغيرة، وإلى مركبات طبيعية مستخرجة من المواد الطبيعية، وأخيراً إلى مركبات إصطناعية ناتجة بطريقة التحور التعديل (modification) الكيميائي للبوليمرات الطبيعية. وفى السنوات الأخيرة تم فصل البوليمرات الطبيعية الفعالة بيولوجياً (كالبروتينات والأحماض النووية وعدد من متعددات السكريات والبوليمرات المختلطة) فى مجموعة البوليمرات البيولوجية أو البيوبوليمرات.

تقسم مركبات الجزيئات الضخمة حسب نية سلسلتها الأساسية إلى ثلاث فصائل كبيرة :

 1- المركبات التي تتألف سلسلتها الأساسية من ذرات واحدة متساوية كأن تتألف مثلاً من ذرات الكربون (البوليمرات ذات السلاسل الكربونية carbon-chain polymers).

ويمكن أن ترتبط ذرات الكربون فى السلسلة الأساسية بالهيدروجين أو بأية ذرات أو مجموعات أخرى.

وينتمى الكاوتشوك الطبيعي وهو من البوليمرات الطبيعية العضوية إلى البوليمرات ذات السلاسل الكربونية. كما تنتمى إليها من البوليمرات اللاعضوية جميع أشكال الفحم العنصري (الفحم اللابلوري، والجرافيت، والماس). وتنتمى أيضاً إلى البوليمرات الإصطناعية ذات السلاسل الكربونية كـــــل الهيدروكربونات المشبعة وغير المشبعة والعطرية ذات الجزيئات الضخمة.

2- المركبات التي تتألف سلسلتها الأساسية من نوعين أو أكثر من العناصر المختلفة ، كأن تتألف مثلا من الكربون والأوكسجين أو الكربون والنتروجين أو الكربون أو الكبريت أو السيليكون والأوكسجين. وتشكل هذه المركبات فصيلة البوليمرات ذات السلاسل اللامتجانسة (heterogeneous-chain polymers).

ويمكن أن تدخل البوليمرات العضوية واللاعضوية في هذه الفصيلة:

وتنتمى البروتينات والأحماض النووية وبولي السكريدات واللجنين وغيرها من المركبات الطبيعية الهامة ذات الجزيئات الضخمة إلى البوليمرات العضوية ذات السلاسل اللامتجانسة. كما تنتمى بولي الأميدات وبولي الإيثيرات وبولي الأسترات وبولي الأوريتانات وسولفيدات بولي الكيلن وغيرها من البوليمرات الإصطناعية إلى هذه الفصيلة أيضاً.

3- مركبات الجزيئات الضخمة ذات مجموعة الروابط الإقترانية (conjugated):

وتنتمى بعض البوليمرات ذات السلاسل الكربونية وبعض البوليمرات ذات السلاسل اللامتجانسة إلى البوليمرات ذات مجموعة الروابط الإقترافية .