1891年，法国率先实现了硝酸酯纤维的工业生产，开启了化学纤维工业的历史。1901年，人们采用纤维素的铜氨溶液为纺丝液，经化学处理和机械加工制得铜氨纤维，并实现工业化生产。1905年，美国人采用二硫化碳与碱纤维素作用，得到溶解性纤维素黄酸酯，再经纺丝及后加工制成黏胶纤维并实现工业化生产。黏胶纤维原料来源丰富，织物性能优良，成为再生纤维中的主要品种。1938年，黏胶纤维占到整个纺织纤维数量的11%左右。之后，醋酯纤维、再生蛋白质纤维等化学纤维也相继实现了工业化生产。但再生纤维原料受自然条件的限制，难以满足人们的需求。直到1935年，W.H.卡罗瑟斯以己二胺、己二酸为原料合成了聚酰胺66，再经过熔融纺丝制成聚酰胺66纤维，成为第一个用合成高分子为原料纺丝的合成纤维。随后合成纤维开始迅速发展。德国分别于1941年和1946年相继实现了聚酰胺6纤维和聚氯乙烯纤维的生产。20世纪50年代初期，聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、聚酯纤维等相继实现工业化生产。到20世纪60年代，为满足航天、航空、军工等领域对轻量化结构材料的需求，以碳纤维、芳纶为代表的高性能纤维开始出现。1961年，日本大阪工业研究所的进藤昭男博士成功研制出碳纤维。1964年，英国皇家研究所通过聚丙烯腈（PAN）原丝预氧化、碳化过程实施张力控制，实现了高性能碳纤维的制备，由此奠定了PAN基碳纤维连续化制备的技术路线。20世纪60年代初，杜邦公司实现了间位芳纶（Nomex）的工业生产。1972年，杜邦公司又凭借其掌握的低温溶液缩聚技术和液晶纺丝技术成功地开发了强度和模量更高的对位芳纶（Kevlar）。随后，超高分子量聚乙烯纤维、聚对苯撑苯并双􀅁唑纤维、聚酰亚胺纤维等一系列高性能纤维陆续实现工业化生产。

化学纤维按原料来源和组成分为再生纤维、合成纤维和无机纤维3大类。再生纤维是以天然高分子化合物为原料，经化学处理和机械加工制成的纤维，包括黏胶纤维、铜氨纤维、醋酯纤维、大豆蛋白纤维、牛奶蛋白纤维等。合成纤维是以石油、煤、天然气及一些农副产品等低分子化合物为原料制成单体后，经化学聚合制成高聚物，然后再纺丝而成的化学纤维，包括聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维等。无机纤维是主要成分由无机物构成的纤维，主要有碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、硼纤维等。

化学纤维的制备，通常是先把天然的或合成的高分子物质或无机物制成纺丝熔体或溶液，然后经过滤、计量，再经喷丝头（板）挤出成为液体细流，凝固成为纤维。此时的纤维称为初生纤维，其力学性能很差，不能直接使用，必须通过一系列后加工才能符合纺织加工和使用的要求。后加工主要是对纤维进行拉伸和热定形，以提高纤维的力学性能和尺寸稳定性。拉伸是使初生纤维中的大分子或结构单元沿着纤维轴方向整齐排列，热定形主要是使纤维中的内应力松弛。纤维的后加工还包括水洗、上油和干燥工序。纺制长丝时，经过上述工序即可卷绕成筒；纺制短纤维时还需增加卷曲、切断和打包等工序。

自20世纪90年代起，世界化学纤维工业进入成熟期，许多常规品种的市场竞争十分激烈，经济效益迅速下降。面对这种局面，一些生产商相继退出了化学纤维领域，有些大公司则转向高新技术开发，化纤新产品已走入了以差别化纤维、功能纤维和高性能纤维等附加值高的第二代化学纤维为主导的新纤维时代。