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 التى 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.

وينتمي الكاوتشوك الطبيعي وهو من البوليمرات الطبيعية العضوية إلى البوليمرات ذات السلاسل الكربونية. كما تنتمي إليها من البوليمرات اللاعضوية جميع أشكال الفحم العنصري (الفحم اللابلورى، والجرافيت، والماس). وتنتمي أيضاً إلى البوليمرات الإصطناعية ذات السلاسل الكربونيــة كـــــل الهيدروكربونات المشبعة وغير المشبعة والعطرية ذات الجزيئات الضخمة.

2- المركبات التي تتألف سلسلتها الأساسية من نوعين أو أكثر من العناصر المختلفة، كأن تتألف مثلاً 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 تنتمي بولي الأميدات وبولي الايثرات وبولي الأسترات وبولي الأوريتانات وسولفيدات بولي الكيلن وغيرهـا مـن البوليمرات الإصطناعية إلى هذه الفصيلة أيضاً.

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

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