용융된 열가소성 고분자가 응고하면서 분자 사슬이 결합하여 규칙적인 분자 구조나 결정체를 형성할 수 있다. 비결정성 고분자는 결정화할 수 없는 고분자이며 배열이 불규칙하고 규칙적인 분자 구조를 가지고 있지 않다. 비결정성 수지는 사슬 길이가 늘어나고(분자량이 크고) 물리적으로 사슬의 얽힘이 많아질수록 단단한 구조를 갖게 된다. 비결정성 수지의 구조는 '스파게티 모양'으로 얽혀 있다. 결정성 고분자에는 규칙적인 분자 구조를 보이는 고분자 사슬이 있는데, 이 부분은 비결정성 영역으로 둘러싸인 결정성 영역이다. 실제로 결정성 고분자 재료도 자연 상태에서는 '부분결정성'으로 만 존재하므로 '결정성'이라는 용어는 정확한 말이 아니다. 결정성 구조는 고분자 사슬의 전반적인 영역에 존재하는 것이 아니며, 규칙 분자 구조로 된 영역과 불규칙적인 영역으로 나누어진다.