聚四氟乙烯的分子鏈結(jié)構(gòu)為-[-CF2-CF2-]-n，可以看做是聚乙烯分子鏈骨架上碳原子連接的所有氫原子全部由氟原子取代后的結(jié)果。由此PTFE具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

（1）由于氟原子體積比氫原子大，F(xiàn)-C鍵長(zhǎng)又短，相鄰大分子的氟原子的負(fù)電荷又相互排斥，使分子鏈已不可能像聚乙烯分子那樣，在空間中呈平面鋸齒形排列，而只能是以拉長(zhǎng)的螺旋形（扭曲的鋸齒形）排列，才能使教的氟原子緊密地堆砌在碳-碳鏈骨架周圍。

該螺旋構(gòu)象正好包圍在PTFE容易受到化學(xué)侵蝕的碳鏈骨架外形成了一層緊密的完全“氟代”的保護(hù)層，使得PTFE主鏈不受外界任何試劑的侵蝕。在低于19°C時(shí)，一個(gè)螺距可以包括多大12-26個(gè)碳原子（6-13個(gè)單體單元）。高于19°C時(shí)，分子鏈稍微松開后，螺距拉長(zhǎng)，一個(gè)螺距可以包含多大14-30個(gè)碳原子（7-15個(gè)單體單元）。

（2）氟原子與骨架碳原子連接在一起，緊密堆砌，使得分子鏈產(chǎn)生很大剛性，分子鏈的高度規(guī)整又使得PTFE產(chǎn)生高度結(jié)晶，這樣導(dǎo)致PTFE的高耐熱性以及高熔點(diǎn)。

（3）與每個(gè)碳原子連接的兩個(gè)氟原子完全對(duì)稱，使得PTFE成為完全的非極性聚合物，賦予PTFE材料極其優(yōu)異的介電和電絕緣性能。

（4）氟原子對(duì)骨架碳原子有屏蔽的作用，加上F-C鍵具有較高鍵能，特別是當(dāng)一個(gè)碳原子上連接有兩個(gè)氟原子的時(shí)候，鍵長(zhǎng)就會(huì)進(jìn)一步縮短，鍵能增大（431KJ/mol-504KJ/mol），使材料具有高度穩(wěn)定性。四氟乙烯單體是由四個(gè)F原子對(duì)稱地排列在兩個(gè)C原子上，C原子指甲為雙鍵，不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。聚合以后，PTFE的分子鏈主鏈上的碳原子間以及碳原子與氟原子之間的單鍵可以做有限的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。C-C鍵的鍵長(zhǎng)為1.54x10-10,C-F鍵的鍵長(zhǎng)為1.41x10-10，優(yōu)勢(shì)常見單鍵中較短的，所以PTFE分子內(nèi)的結(jié)合牢固，很難和其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

（5）PTFE具有非極性以及結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使得PTFE材料具有優(yōu)異的耐化學(xué)試劑性和耐溶劑性。

（6）分子鏈的高剛性及分子鏈的異常巨大（分子量極高），使得PTFE的熔融粘度極高，很難流動(dòng)。

（7）分子鏈完全的非極性，使得PTFE分子鏈之間的吸引力很小。與此同時(shí)，分子鏈屬于無支鏈的高剛性鏈，纏結(jié)很小，使得聚四氟乙烯材料宏觀上力學(xué)性能不佳，容易出現(xiàn)冷流現(xiàn)象。PTFE是完全對(duì)稱而無支鏈的線型高分子，分子不具有極性。