硅烷偶联剂的分子结构式一般为Y—R—Si(OR)₃。式中—Y为有机官能基；—Si(OR)₃为硅烷氧基。硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性。因此，当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层。典型的硅烷偶联剂有A151（乙烯基三乙氧基硅烷）、A171（乙烯基三甲氧基硅烷）、A172〔乙烯基三（β-甲氧乙氧基）硅烷〕等。通过使用硅烷偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质悬殊的材料连接在一起提高复合材料的性能和增加黏结强度的作用。硅烷偶联剂的这一特性最早应用于玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）上，作为玻璃纤维的表面处理剂，使玻璃钢的机械性能、电学性能和抗老化性能得到很大的提高。

在分子中具有两种以上不同的反应基的有机硅单体，它可以和有机材料与无机材料发生化学键合（偶联）。硅烷偶联剂的化学式为：RSiX₃。式中X表示水解性官能基，它可与甲氧基、乙氧基、溶纤剂以及无机材料（玻璃、金属、SiO₂）等发生偶联反应；R表示有机官能基，它可与乙烯基、乙氧基、甲基丙烯酸基、氨基、巯基等有机基以及无机材料、各种合成树脂、橡胶发生偶联反应。硅烷偶联剂的用途已从玻璃纤维增强塑料（FRP）扩大到玻璃纤维增强热塑性塑料（FRTP）用的玻璃纤维表面处理剂、无机填充物的表面处理剂以及密封剂、树脂混凝土、水交联性聚乙烯、树脂封装材料、壳型造型、轮胎、带、涂料、胶黏剂、研磨材料（磨石）及其他的表面处理剂。在硅烷偶联剂这两类性能互异的基团中，以Y基团最重要、它对制品性能影响很大，起决定偶联剂的性能作用。只有当Y基团能和对应的树脂起反应，才能使复合材料的强度提高。一般要求Y基团要与树脂相容并能起偶联反应。