聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺（AM）單體經自由基引發聚合而成的水溶性線性高分子聚合物，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的摩擦阻力，按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。聚丙烯酰胺（PAM）不溶于大多數有機溶劑，如甲醇、乙醇、丙酮、 、脂肪烴和芳香烴，有少數極性有機溶劑除外，如乙酸、丙烯酸、、乙二醇、甘油、熔融尿素和甲酰胺。但這些有機溶劑的溶解性有限，往往需要加熱，否則無多大應用價值。能以任意比例溶于水，水溶液為均勻透明的液體。分子量的大小對溶解度影響很小，但當溶液濃度高于10%時，對于高分子量的聚合物因分子間氫原子的鍵合作用，可呈現出類似凝膠狀的結構。高分子量溶液為假塑性流體。
在適宜的低濃度下，聚丙烯酰胺溶液可視為網狀結構，鏈間機械的纏結和氫鍵共同形成網狀節點；濃度較高時，由于溶液含有許多鏈一鏈接觸點，使得PAM溶液呈凝膠狀。PAM水溶液與許多能和水互溶的有機物有很好的相容性，對電解質有很好的相容性，對氯化銨、硫酸鈣、硫酸銅、氫氧化鉀、碳酸鈉、硼酸鈉、硝酸鈉、磷酸鈉、硫酸鈉、氯化鋅、硼酸及磷酸等物質不。
聚丙烯酰胺為白色粉末或者小顆粒狀物，密度為1.302g/cm3（23℃），玻璃化溫度為153℃，軟化溫度210℃ ，一般方法干燥時含有少量的水，干時又會很快從環境中吸取水分，用冷凍干燥法分離的均聚物是白色松軟的非結晶固體，但是當從溶液中沉淀并干燥后則為玻璃狀部分透明的固體，完全干燥的聚丙烯酰胺PAM是脆性的白色固體，商品聚丙烯酰胺通常是在適度的條件下干燥的，一般含水量為5%~15%，澆鑄在玻璃板上制備的高分子膜，則是透明、堅硬、易碎的固體。
在缺氧條件下，加熱至210℃因失水而減重；繼續加熱到210~300℃時酰胺基分解生成氨和水；當溫度升至500℃時則形成只有原重量40%的黑色薄片。
