聚四氟乙烯相對分子質量較大,低的為數十萬,高的達一千萬以上,一般為數百萬（聚合度在104數量級,而聚乙烯僅在103一般結晶度為9095%熔融溫度為327342℃。聚四氟乙烯分子中CF2單元按鋸齒形狀排列,由于氟原子半徑較氫稍大,所以相鄰的CF2單元不能完全按反式交叉取向,而是形成一個螺旋狀的扭曲鏈,氟原子幾乎覆蓋了整個高分子鏈的外表。這種分子結構解釋了聚四氟乙烯的各種性能。溫度低于19℃時,形成13/6螺旋；19℃發生相變,分子稍微解開,形成15/7螺旋。
雖然在全氟碳化合物中碳-碳鍵和碳-氟鍵的斷裂需要分別吸收能量346.94和484.88kJ/mol但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯僅需能量171.38kJ所以在高溫裂解時,聚四氟乙烯主要解聚為四氟乙烯。聚四氟乙烯在260370和420℃時的失重速率（%每小時分別為110-4410-3和910-2可見,聚四氟乙烯可在260℃長期使用。由于高溫裂解時還產生劇毒的副產物氟光氣和全氟異丁烯等,所以要特別注意平安防護并防止聚四氟乙烯接觸明火。
使用性能
聚四氟乙烯(F4,主要作用 膨體聚四氟乙烯生料帶采用100%聚四氟乙烯作原料。PTFE具有一系列優良的使用性能：耐高溫—臨時使用溫度200~260度,耐低溫—-100度時仍柔軟；耐腐蝕—能耐王水和一切有機溶劑；耐氣候—塑料中最佳的老化壽命；高潤滑—具有塑料中最小的磨擦系數（0.04不粘性—具有固體資料中最小的外表張力而不粘附任何物質；無毒害—具有生理惰性；優異的電氣性能,理想的C級絕緣材料。聚四氟乙烯資料,廣泛應用在國防軍工,原子能,石油,無線電,電力機械,化學工業等重要部門。