高分子物理學是研究聚合物、它們的波動、機械性能以及分別涉及聚合物和單體的降解和聚合的反應動力學的物理學領域。

雖然它側重于凝聚態物理學的觀點，但高分子物理學最初是統計物理學的一個分支。 高分子物理學和高分子化學也與高分子科學領域相關，這被認為是聚合物的應用部分。

聚合物是大分子，因此使用確定性方法求解非常復雜。 然而，統計方法可以產生結果并且通常是相關的，因為大型聚合物（即具有許多單體的聚合物）可以在無限多單體的熱力學極限（盡管實際尺寸顯然是有限的）中有效地描述。

熱波動不斷影響液體溶液中聚合物的形狀，對其影響建模需要使用統計力學和動力學的原理。 作為必然結果，溫度會強烈影響聚合物在溶液中的物理行為，導致相變、熔化等。

聚合物物理學的統計方法基于聚合物與布朗運動或其他類型的隨機游走（自我回避游走）之間的類比。 最簡單的聚合物模型由理想鏈表示，對應于簡單的隨機游走。 表征聚合物的實驗方法也很常見，使用聚合物表征方法，例如尺寸排阻色譜法、粘度計、動態光散射和聚合反應自動連續在線監測 (ACOMP) 來確定聚合物的化學、物理和材料特性。 這些實驗方法也有助于聚合物的數學建模，甚至有助于更好地了解聚合物的性質。

• Flory 被認為是開創高分子物理學領域的xxx位科學家。
• 法國科學家自 70 年代以來做出了很多貢獻（例如 Pierre-Gilles de Gennes、J. des Cloizeaux）。
• Doi 和 Edwards 在高分子物理學方面寫了一本非常著名的書。
• 蘇聯/俄羅斯物理學院（I. M. Lifshitz、A. Yu. Grosberg、A.R. Khokhlov、V.N. Pokrovskii）在高分子物理學的發展中非常活躍。

聚合物鏈的模型分為兩種類型：理想模型和真實模型。 理想鏈模型假設鏈單體之間沒有相互作用。 這個假設對于某些聚合物系統是有效的，其中單體之間的正負相互作用有效地抵消了。 理想鏈模型為研究更復雜的系統提供了一個良好的起點，并且更適合具有更多參數的方程。

• 自由連接的鏈是聚合物的最簡單模型。 在此模型中，固定長度的聚合物鏈段線性連接，并且所有鍵角和扭轉角都是等概率的。 因此，聚合物可以通過簡單的隨機行走和理想鏈來描述。 該模型可以擴展以包括可擴展的片段，以表示鍵拉伸。
• 考慮到聚合物鏈段由于特定的化學鍵而與相鄰單元形成固定鍵角，因此自由旋轉鏈改進了自由連接鏈模型。 在此固定角度下，節段仍可自由旋轉，所有扭轉角的可能性均等。
• 受阻旋轉模型假設扭轉角受到勢能的阻礙。 這使得每個扭轉角的概率與玻爾茲曼因子成正比
• 在旋轉異構態模型中，允許的扭轉角由旋轉勢能中最小值的位置決定。 鍵長和鍵角是恒定的。
• 類蠕蟲鏈是一個更復雜的模型。 它考慮了持久性長度。 聚合物不是完全柔韌的； 彎曲它們需要能量。 在持續長度以下的長度范圍內，聚合物的行為或多或少像一根剛性棒。

鏈單體之間的相互作用可以建模為排除體積。 這導致鏈的構象可能性降低，并導致自我回避隨機游走。 自我回避隨機游走與簡單隨機游走具有不同的統計數據。

單個聚合物鏈的統計數據取決于聚合物在溶劑中的溶解度。 對于聚合物極易溶解的溶劑（良溶劑）。