Parametre molekulovej štruktúry patria k základným faktorom podmieňujúcim vlastnosti polymérov a vlákien. Molekulová stavba makromolekuly je integrálne spojená s nadmolekulovou a morfologickou štruktúrou. Parametre molekulovej štruktúry majú vplyv aj na voľbu podmienok prípravy vlákien, ktorý má vplyv na zmeny molekulovej štruktúry, vlastnosti vlákien a na ekonomiku výroby. Pri štúdiu molekulovej štruktúry máme na zreteli kontinuitu: atóm-monomér-segment-makromolekula. Z tejto kontinuity vyplývajú dve základné skupiny komponentov, charakterizujúcich molekulovú štruktúru polyméru a vlákien. Pojmom molekulová štruktúra vlákien sa rozumie:

1. chemické zloženie : primárna (knfigurácia), sekundárna (veľkosť segmentov, pohyblivosť), terciárna (konformácia), kvartérna (prírodné polyméry)
2. molekulová hmotnosť: veľkosť (priemerná molekulová hmotnosť, priemerný polymerizačný stupeň) a distribúcia molekulovej hmotnosti.
Makromolekula určitého druhu vlákna predstavuje z určitého hľadiska chemického zloženia systém chemicky viazaných atómov vytvárajúcich monomérnu jednotku, ktorá sa mnohonásobne opakuje.

Molekula lineárneho polyméru predstavuje reťazec elementov spojených za sebou. Ak sú elementy v reťazci spojené jednoduchými kovalentnými väzbami, vplyvom fluktuácie tepelnej energie alebo vonkajších síl môže dôjsť k otáčaniu týchto elementov okolo jednoduchých väzieb pri zachovaní valenčných uhlov. Priestorové uloženie atómov a skupín v makromolekule vyplývajúce z rotačného pohybu okolo jednoduchých väzieb sa nazýva konformácia. Energetické bariery vyplývajúce z medziatómových interakcií obmedzujú volnú rotáciu (rotačné bariery) okolo jednoduchých väzieb a determinujú typ konformérov.
Dôležitým parametrom molekulovej štruktúry vláknotvorných polymérov je ohybnosť alebo tuhosť makromolekuly, čo predstavuje schopnosť meniť konformáciu v dôsledku tepelného pohybu segnmentov (rovnovážna alebo termodynamická ohybnosť), alebo vplyvom vonkajších mechanických síl a energetických vplyvov (kinetická alebo mechanická ohybnosť). Termodynamická a kinetická ohybnosť polymérneho reťazca sú významovo rozdielne pojmy. Termodinamicky ohybný reťazec sa v reálnych podmienkach môže správať ako tuhý, ak je energetická bariéra konformačnej zmeny (rotačná bariéra) príliš vysoká, alebo energia vonkajšieho pôsobenia príliš nízka.

Kvantitatívnou mierou termodynamickej ohybnosti alebo tuhosti reťazcov môže byť perzistentná dĺžka a, štatistický Kuhnov segment (SKA) alebo Floryho parameter f. Ak l je dĺžka základnej jednotky reťazca (monoméru) a h je priemerná vzdialenosť koncov reťazca, platia medzi uvedenými veličinami vzťahy:

(nenapriamené reťazce)
Podstatná časť makromolekúl polymérov vhodných na prípravu vlákien má hodnotu štatistického Kuhnovho segmentu v rozmedzí 1,5 až 3,0 nm a zaraďuje sa k polymérom s ohybnými reťazcami. Polotuhé reťazce majú SKA 3 až 10 nm a tuhé reťazce majú hodnoty SKA vyššie ako 10 nm. Podľa Floryho sú ohybné reťazce pri f>0,63;f1,5 ide o polyméry s tuhými reťazcami. [η] je limitné viskózne číslo a k je koeficient.
V taveninách a roztokoch polymérov (amorfný fázový stav) sú polymérne reťazce v tvare štatistického klbka s rôznym stupňom zvinutia. Vytvárajú početné konformácie a preskupenia, ktoré určuje ohybnosť reťazca a intermolekulové reťazce a intermolekulové interakcie. Rovnovážna štruktúra je výsledkom rovnováhy proti sebe pôsobiacich faktorov, a to tepelného pohybu segmentov a agregačnej schopnosti makromlekúl a ich častí. Je reprezentovaná merným objemom polyméru ν, ktorý je funkciou tlaku p a teploty T, a môže byť vyjadrený v tvare:

kde π a W sú korekčné faktory a B je koeficient.
Základné vlastnosti polymérnej taveniny (roztoku) z hľadiska jej spracovania sú: tepelná kapacita, tepelná vodivosť, povrchové napätie a dynamická viskozita definovaná ako podiel šmykového napätia a šmykovej rýchlosti.