纤维素基高分子材料主要有天然纤维素、再生纤维素、细菌纤维素、氧化纤维素、纤维素酯、纤维素醚、纤维素合金、纤维素纳米材料及纤维素基功能材料等。

天然纤维素主要有棉和麻两类，可用于制成衣物、传送带、包装用织物、绳索、保温和填充材料等。

再生纤维素是将纤维素直接物理溶解或衍生化溶解后，运用纺丝、成膜或成球等方式再生制得，主要有人造丝、玻璃纸和铜珞玢等，可用作透析膜、保鲜包装材料、电极隔离膜、医用敷料及色谱柱填充料等。

细菌纤维素是由乙酸菌属、土壤杆菌属和根瘤菌属等的微生物经聚合、分泌、组装和结晶过程合成，具有独特织态结构、高力学强度、优良的生物相容性、高液体/气体透过性，可用于制备声音振动膜材料、人造皮肤、人造血管等。

纤维素高分子链中葡萄糖单元上的活泼羟基可发生氧化、醚化、酯化、亲核取代和接枝等反应。氧化纤维素是纤维素经氧化生成分子结构中含有醛基、酮基、羧基或烯醇基等官能团的纤维素衍生物，如单羧基纤维素、二羧基纤维素、二醛基纤维素等；纤维素酯是在强酸性多相介质或溶液体系中，纤维素分子中的羟基发生酯化反应生成的纤维素衍生物，如二醋酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素等；纤维素醚是纤维素经醚化反应生成的纤维素衍生物，如甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等。氧化纤维素和纤维素酯主要用于可吸收止血纱布与缝合线、涂料、缓释材料、热塑性材料和薄膜分离材料等。纤维素醚主要用于增稠剂、缓凝剂、成膜剂、胶黏剂、控黏剂、医药、造纸及电子元件等。

纤维素合金是将纤维素或其衍生物与其他高分子材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚乙二醇、甲壳素、壳聚糖和海藻酸钠等共混形成的高分子复合体，可用于制备塑料、纤维、凝胶材料、分离材料和吸附材料等。

纤维素纳米材料是由纤维素组成的具有高比表面积、高结晶度、高透明性、高杨氏模量、高亲水性、低热膨胀系数等特性的纳米材料，可应用于食品、医药等领域或制备吸附剂、添加剂、模板材料、储能材料等。

纤维素基功能材料是将纤维素或其衍生物与其他功能组分经混溶再生、化学键合等获得，具有光、电、磁、分离、能量储存和转化、生物医用等特殊性能，如纤维素吸附分离微球、纤维素医用水凝胶、纤维素电极气凝胶、纤维素光电膜、纤维素导电纤维等，可应用于吸附分离、生物医药、智能电子、催化等领域。

纤维素基高分子材料具有纤维素储量丰富、易再生、可降解、生物相容等特点，随着纤维素的环保溶剂体系及改性新技术的研发，正逐步向多样性、功能性、智能化方向发展，有望在涂料、石油、纺织、轻化、日化、建材、环境工程、生物医学、智能电子、催化、储能等领域得到广泛应用。