最先提出的和最简单的高分子在溶液中存在状态的模型是随机行走模型（高斯链模型），它没有考虑分子的任何刚性。为了改进这一点，人们提出了蠕虫状链模型。考虑空间中一条长度不变、具有一定弹性的链。用表示从起始点到链上一点的长度，令为该点切线方向的单位矢量，相关函数是起始点与该点之间切线方向夹角余弦的平均值，它表征着一个长链的刚柔程度。对于一个完全刚性的链，；而对于一个完全柔性的链，，其中为狄拉克函数。蠕虫状链模型假设相关函数随长度的变化是指数衰减的关系：

式中的参数表征了链的刚性程度，称为持续长度（persistence length）。用表示链长，从定义可以看出，在似蠕虫模型中末端距为：

由此可以计算出均方末端距为：

当时，，与刚性长棒的结果一致；当时，，与等价的高斯链的结果一致。蠕虫状链模型给出的回转半径的计算结果为：

当时，，与刚性长棒的结果一致；当时，，其中，，与等价高斯链一致。蠕虫状链模型仅用链的全长和持续长度两个参数，就可以相当好地描述从完全刚性到完全柔性的所有长链的情况。

蠕虫状链模型的缺陷是没有考虑高分子的构成单元占有空间体积，因此不同的单元不可能在空间发生重叠的事实。这是所谓的排阻体积（excluded volume）问题。此外，原子或原子基团之间的相互作用是不可忽略的，这是绝大多数科学研究（包括蛋白质折叠研究）的难点所在。可见，由于原子或原子基团占有一定的体积，原子或原子基团之间的接近程度受到限制，高分子链真实的空间尺寸会比没有考虑这一效应的蠕虫状链模型预言的更大。高分子链在空间的分布越松散开阔，排阻体积造成的影响就越小。理论与实验的比较表明，对于双链DNA、无结构的单链DNA、变性的蛋白质等，蠕虫状链模型与实际情况有相当好的吻合度。