纖維是高分子物質，在空間構型上常是一個方向的長度大于其他兩向長度好多倍。集合幾個這樣的大分子構成一個組織單元，既可能成為晶體，也可能是無定形區。大分子長度可以貫穿一個或數個晶體組織和無定形區。連接多個分子的單元組織的集合體，稱做超分子，又名織態結構。纖維的各種性質和特征，既和大分子的化學結構有聯系，也在較大程度上和它的超分子結構有關。表征纖維織態結構的因素有多種，重要的有：序態、結晶形態、側序分布和取向。

序態 纖維中相鄰大分子的聚集狀態稱為序態。這種序態可以由紊亂的無定形態直到三維有序的結晶態，兩者在纖維中常同時存在。晶區由許多更小的微晶體構成，微晶體中最小的重復單位為晶胞。晶體的存在和它的特征可以從 X射線的衍射圖譜中得到證實和說明。纖維中結晶與無定形的分布形態及其對纖維宏觀性質的影響，是一個復雜而且尚不能十分肯定的問題，較有重要影響的學說有：

①　兩相結構：它的基本概念是一些大分子的長度可以遠超過晶區或無定形區各自的長度，足夠把若干個晶區和無定形區串連起來形成網絡結構。粘膠人造纖維在溶液中的溶脹行為支持了這種論點，它是屬于分散的晶相和連續的無定形相所組成的例子。其他纖維如棉及苧麻等則屬于連續晶相和分散的無定形相的兩相結構。圖1 表示兩相結構的兩種模型，纓狀微胞模型中大分子可以穿過若干晶區和無定形區，而折疊鏈纓狀微胞模型中大分子可以折疊在一個晶區內，也可以穿過無定形區進入另一晶區折疊。連結二個晶區的分子稱為縛結分子，它們的數量和形態對纖維的物理機械性質有重要的影響。

②　單相結構：認為實際上有一些纖維的結晶不夠規整，不能視作真正的結晶，屬于過渡態的蘊晶（準晶），它們與以島嶼形式分散在無定形基質中的兩相結構不同，兩相不能截然分開，故稱單相結構。它們的實際結晶度和密度都低于理想結晶性纖維的結晶度和密度。染料和水的吸附作用都發生在無定形區內。

結晶形態 晶區在整個纖維中的百分含量為結晶度，結晶度的大小與纖維性質有直接關系，對纖維的物理機械和熱學性質影響尤大。纖維中結晶有多種不同形態。例如在聚酰胺、聚烯烴纖維的初生纖維中常出現球狀晶。這種初生纖維經過拉伸以后，球狀晶常被破壞變成其他晶型。纖維中晶型可能是單晶，例如在聚乙烯中以折疊鏈狀組成的單晶型；也可能是由條帶狀折疊鏈盤旋成的串晶；還可能是柱狀晶。

纖維中的晶區大小并不均衡一致，常呈一定的分布。長度可由數十至一、二百埃，寬度則甚小。檢測晶體的X射線衍射譜上的衍射點的寬度直接與晶區的寬度相關。

側序分布 分子聚集成序垂直于大分子軸向的形狀稱為側序。側序最高的部分是微晶體，最低的部分是無定形。各種纖維的側序分布都不相同。有些纖維的晶相和無定形相不能截然分離，應看作是由無定形到結晶同時存在的連續相。用這樣的側序分布圖譜闡述它們的性質很容易理解。

通常測定側序分布的方法是將試樣置于逐漸增加濃度或溫度的溶劑內，依次測定各物理量，如溶脹、溶解、收縮、吸附或吸收等性質的變化。凡側序較低的部分首先受到溶劑的影響而發生相應的變化。圖3 是纖維側序分布的例子。

取向 以特定方向（如纖維軸向）為基準的纖維大分子作有序的排列狀態，稱為取向。纖維在成形拉伸過程中所形成的平行于軸向的取向稱單軸取向，纖維的性質在平行和垂直于軸向的兩個方向呈各向異性，例如偏振光在纖維上的折射率、用直接染料染色的纖維的光吸收率和聲波傳播速度都呈各向異性。根據光折射原理所測定的平行于纖維軸的折射率與垂直于纖維軸的折射率之差（即雙折射），是表示纖維取向度的一個重要指標。薄膜則可以兼有平行和垂直于軸的雙取向。

表征化學纖維性質的參數

屬于形態方面的有：纖度(見支數）、截面形狀、長度、卷曲和折皺、光澤；屬于機械性質方面的有：斷裂強度和繼裂伸長度、彈性模量、耐疲勞性、耐磨性；屬于物理方面的有：耐熱性、耐光性、導電性、難燃或抗燃性、比重；屬于化學方面的有：纖維和水、酸、堿、有機溶劑以及微生物等的作用性能。各種化學纖維分子結構和織態結構不同，反映化學纖維各方面性質的參數也不相同。