高分子化學是研究高分子化合物的合成、化學反應、物理化學、物理、加工成型和應用等方面的科學。
高分子化學覆蓋了聚合物合成與反應的研究，包括連鎖聚合、逐步聚合和開環聚合等反應機理，以及自由基聚合和逐步縮合聚合等重點章節。這一領域不僅涉及化學，還涉及物理、加工成型等多箇方面，其內容已超出化學範圍，因此有時被稱爲高分子科學。
高分子化合物是由衆多原子或原子團以共價鍵結合而成的相對分子量在一萬以上的化合物。高分子化學的研究對象包括塑料、橡膠、纖維等有機高分子，其合成和反應過程是該領域研究的核心。高分子化學是材料科學的重要組成部分，與人類生活密切相關，如自然界的動植物體和人造產品等。