高聚物由于结构上的不对称性，在某些情况下，如成型过程中受到剪切流动或受力拉伸时，不可避免地沿某特定方向做占优势的平行排列，形成取向结构。取向分为单轴取向和双轴取向，取向度一般用取向函数F表示：

式中为分子链主轴与取向方向的夹角。

高聚物取向过程包括链段取向和大分子链取向两种。链段取向通过单键的内旋转运动实现，而整个大分子链的取向需要大分子各链段的协同运动才能完成。在外力作用下首先发生链段取向，随后发生大分子链取向。

由于取向过程是有序化过程，而热运动使大分子链趋向紊乱无序，因而取向态在热力学上是一种非平衡态，一旦除去外力，链段或分子链自发解取向而恢复原状。因此，欲获得高聚物的取向态结构，必须在取向后迅速降温到高聚物的玻璃化转变温度以下，将分子链或链段的运动冻结起来。结晶聚合物在取向过程中，除了其非晶区可能发生的链段取向与大分子链取向以外，还可能发生晶粒的取向。结晶高聚物比非晶高聚物的取向态结构更为稳定，因为这种取向态结构依靠晶粒的取向维持，在晶格破坏之前，解取向无法发生。

取向态结构一般是在一维或二维上有序，结晶态则是在三维上有序。聚合物在取向方向上力学性质、光学性质和热性能显著提高，但在垂直于取向方向上降低。