自然界動植物（包括人類在內）的組成中，高分子占主要成分。生物的物質基礎是各種高分子化合物與一些小分子的組合，生命現象是他們相互間的物理、化學現象。
高分子化合物的定義是：“以由重複單元連接成的線型長鏈為基本結構的高分子量化合物。”按照這個定義，天然高分子化合物可以分為：①多肽、蛋白質、酶等；②多聚磷酸酯、核糖核酸、去氧核糖核酸等；③多糖如澱粉、肝糖、菊粉、纖維素、甲殼素等；④橡膠類如巴西橡膠、杜仲膠等；⑤樹脂類如阿拉伯樹樹脂、瓊脂、褐藻膠等。
人們在遠古時期，就已經利用天然高分子為生活資料和生產工具。從19世紀起，經過化學反應，人們開始把天然高分子制成最早的塑料和化學纖維。1832年H.佈拉孔諾和1838年T.J.佩盧茲都曾使纖維與硝酸反應，但多數人認為，1845年C.F.舍恩拜因用硝酸和硫酸的混合酸硝化纖維素做成的高分子才是硝酸纖維素。1851年F.S.阿切爾用它來做照相膠片，這是第一種塑料。1869年J.W.海厄特用樟腦與硝酸纖維素混合制成賽璐珞，這是第一種用增塑劑的塑料制品。1865年P.許岑貝格爾把纖維素乙酰化制成醋酸纖維素，1919年用做塑料。它們還先後被制成人造絲，例如硝酸人造絲和醋酸人造絲先後於1889年和1921年問世。至於銅銨纖維和粘膠纖維，則是先使纖維素經過化學反應，變成能溶解的形式，再經過另一化學反應，使纖維素再生而制成的，稱為再生纖維素。
合成纖維是仿照天然纖維（特別是蠶絲、羊毛）的分子結構制造的；合成橡膠是仿照天然橡膠的分子結構制造的。它們都可以說是仿生產物。木材是以纖維素為主體的復合材料，骨骼是蛋白質與磷酸鈣為主體的復合材料。增強塑料也可以說是模仿這些天然產物制成的。最初的泡沫塑料，是仿制海綿結構制成的泡沫橡膠。從廣義來說，很多高分子制品都是仿照天然高分子的結構或性能制造的仿生產物。