高吸水性聚合物原料分为淀粉体系、纤维素体系和合成聚合物体系。在生产过程中，涉及的化学反应有疏水性聚合物与亲水性单体接枝聚合、疏水性聚合物的羧甲基化反应和水溶性聚合物的交联。例如，以淀粉或纤维素为原料，用铈盐作催化剂，使其与丙烯腈接枝共聚，再用碱水解，使接枝的聚丙烯腈转化成聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠。丙烯酸钠水溶液在烃类溶剂中进行交联聚合；或将聚乙烯醇用环酐（邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐等）进行酯化、交联。高吸水性聚合物吸水速率快，吸水后溶胀呈凝胶状态。由于被吸收的水主要封存在高分子网络内，因而具有吸水后不易失去水分，干燥后可以恢复原有吸水能力的特点。

工业化的高吸水性聚合物主要有两类：①在淀粉或纤维素骨架上接亲水性聚合物，如丙烯腈在玉米淀粉上接枝聚合再水解。在接枝聚合前淀粉颗粒需要经过脱脂并在水中进行煮沸使其溶胀，经过处理后淀粉在水中的黏度降低，丙烯腈不仅接枝到淀粉颗粒的表面，而且在淀粉粒子的内部接枝。这样得到的接枝产物接枝率提高，分子量增大，皂化后吸水能力和吸收体液的能力提高。②合成的交联聚丙烯酸钠是一种新型功能高分子材料。它能吸收相当于自身重量几百倍甚至几千倍的水且保水性能好，所吸收的水分即使在较高压力下也不会溢出。交联聚丙烯酸钠分子中含有极性基团并具有一定交联度，由于其分子链上存在大量的亲水性基团（如羧基或羧基离子），故与水接触时就会与水分子发生水合作用使分子链扩张。同时，与外部的水相比，树脂内部具有较高的离子浓度，由此而产生的渗透压也促使水进入树脂内部。另外，分子内部的同性基团相互排斥，也进一步助长了分子链的扩张，这样就可吸收大量的水分。但高吸水性树脂具有立体交联结构又不至于使树脂变成水溶性。聚合物与水的亲和力越强，吸水率越高，即聚合物分子中含离子性基团（如—COO^-、）比含非离子性基团（如—OH、—O—、—CONH₂）、含极性大的基团比含极性小的基团时具有更强的吸水能力；当被吸收液中的离子浓度增大时，树脂内部的渗透压减小，会使吸液能力下降。聚合物交联度也会对吸收能力产生影响，交联度越大，吸液能力越小，但保水能力增加。高吸水保水材料由美国农业部北方研究所首先研制成功，在1973年开始应用于农业方面。随后，各国也积极开展应用研究，日本、欧美的技术领先，日本三洋化成工业、日本住友化学、日本三菱化学、日本触媒化学等公司在技术和产能不断取得突破。

高吸水性聚合物已在农林园艺、土木建筑、石油化工、医药卫生以及食品工业等领域有着广泛的应用，并逐渐用于药物缓释材料、智能凝胶材料等新型材料，随着研究的深入，其应用范围将越来越广。