Kemija polimerov je študij in manipulacija s sintetičnimi in organskimi kemičnimi snovmi, znanimi kot polimeri. Polimer je ponavljajoča se veriga molekul, ki se združijo v tako imenovano makromolekulo. Polimeri so vsestranske snovi, ki imajo različne lastnosti prožnosti, lahkotnosti, trdote in vzdržljivosti. Kemiki polimerov najdejo načine za izolacijo in razvoj teh lastnosti. Poleg tega identificirajo edinstvene prevodne in kemične lastnosti danih polimerov za industrijsko in medicinsko uporabo.
V takšni ali drugačni obliki je ta veja kemije na področju znanosti prisotna že od sredine 19. stoletja. Nitroceluloza, zgodnji polimer, je bila razvita z raziskavami Henrija Braconnota in Christiana Schönbeina. V naslednjih letih so se nitroceluloza in njeni derivati uporabljali na različne načine, tudi kot učinkovito oblogo za rane med ameriško državljansko vojno.
Prvi obrat za proizvodnjo sintetičnih vlaken je leta 1884 odprl francoski industrialec Hilaire de Chardonnet. Proizvajala je polimerno tkanino, imenovano viskozni rajon, ki je bila uporabljena kot cenejši nadomestek za svilo. Od takrat se je področje kemije polimerov močno razširilo in doseglo vrhunec v začetku 20. stoletja z razvojem Kevlar® in najlona. Razvoj teh materialov je povzročil veliko zanimanje, ki se nadaljuje še danes. Od začetka 20. stoletja je bilo zaradi napredka v kemiji polimerov proizvedenih več tisoč snovi s praktično uporabo.
Uporaba polimerov je v sodobni družbi zelo razširjena, saj zagotavlja bistvene kemične sestavine številnih predmetov, ki jih ljudje vsakodnevno uporabljajo. Pnevmatike, plastične vrečke, zgoščenke in kontaktne leče za enkratno uporabo vsebujejo materiale, ki jih je razvilo to področje znanosti. Vsako leto se na trg uvaja vedno več izdelkov, ki vsebujejo sintetične in organske polimere. Ker je večina polimerov sintetičnih, izdelki, ki jih uporabljajo, na splošno zahtevajo manjše količine neobnovljivih virov v primerjavi z njihovimi kolegi iz drugih materialov.
Raziskave polimerne kemije so sama po sebi večmilijardna industrija. To je posledica njegove široke uporabnosti na skoraj vseh industrijskih in znanstvenih področjih. Pogosto se najprej ugotovi potreba, ki jo lahko izpolnijo polimeri, nato pa ji sledi financiranje za razvoj polimera, ki je primeren za ta namen. Ko je polimer razvit, ga lahko polimerni kemiki raziskujejo, da bi našli druge možne aplikacije, pa tudi derivate, ki imajo lahko lastno uporabo.