高分子，全稱高分子化合物，是指由眾多原子或原子團主要以共價鍵結合而成的相對分子量在一萬以上的化合物。這些化合物的分子質量可以高達幾千甚至是上百萬，比普通的分子來說要高太多。高分子化合物的特點是化學性質穩定，並具有優良的彈性、可塑性、機械性能（抗拉、抗彎、抗衝擊等）及電絕緣性。
高分子化合物可以分為天然高分子和合成高分子。天然高分子包括纖維素、蛋白質、蠶絲、橡膠、澱粉等，這些是由自然界中的生化作用或光合作用而形成的高分子化合物。合成高分子則是由單體通過聚合反應構成，包括塑膠、橡膠、纖維等，這些材料廣泛套用於建築、交通、電子等領域。
此外，高分子材料也稱為聚合物材料，是以高分子化合物為基體，再配有其他添加劑（助劑）所構成的材料。功能高分子材料則具有特殊的功能，如導電、磁性、光學、生物相容性等，在能源、信息、生物醫藥等領域具有重要的套用價值。