Ponekad je moguće, posebno u području organske kemije, spajati male molekule i oblikovati duge lance. Pojam dugih lanaca je polimer, a postupak se naziva polimerizacija. Poli- znači mnogo, dok -mer znači jedinica. Mnoge jedinice kombiniraju se u novu, jedinstvenu jedinicu. Dvije su primarne metode pomoću kojih se mali lanci mogu polimerizirati u veće lance - adicijska i kondenzacijska polimerizacija.
Kondenzacijska polimerizacija
Kondenzacijska polimerizacija odnosi se na spajanje manjih molekula gubitkom male molekule, poput vode, da bi nastala veća molekula. Jedan od najjednostavnijih primjera je reakcija glicina ili aminooctene kiseline, HOOC-CH2-NH2, da bi se dobio dimer HOOC-CH2-NH-CO-CH2-NH2. Polimerizacija zahtijeva najmanje jedno dvostruko ili dva pojedinačna reakcijska mjesta.
Adicijska polimerizacija
Stiren, ili C6H5-CH = CH2, može tvoriti čak i dugačke lance, polimerizacijom slobodnih radikala. To uključuje pucanje dvostruke veze što omogućuje dodavanje druge molekule stirena. Ponavljanje omogućuje dodavanje još jedne, i još jedne, molekule stirena. Postupak se može kontrolirati kako bi se ograničio broj dodavanja.
Sljedeća adicijska polimerizacija uključuje karbokacije. Dvo- ili trostruko vezani spojevi u interakciji s kiselinama tvore pozitivno nabijene karbokacije. Oni se mogu kombinirati s dodatnim molekulama da bi stvorili dulje karbokacije sposobne za daljnje ponavljanje procesa.