聚合物是一种具有一定黏度的高分子有机化合物，可分为天然聚合物和人工合成聚合物两大类。天然聚合物是从自然界植物及其种子中得到的，如改进的纤维素类，有的也可以从细菌发酵中得到，如生物聚合物黄胞胶；人工合成聚合物，如聚丙烯酰胺（PAM）和部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）等。油田常用聚合物有聚丙烯酰胺和黄胞胶。
高分子聚合物与溶剂分子的大小相差悬殊，溶剂分子能比较快地渗入聚合物，而高分子向溶剂中扩散却非常慢。聚合物溶解过程要经历两个阶段，先是溶剂分子渗入聚合物内部，使聚合物体积膨胀，然后才是高分子均匀分散在溶剂中，经过熟化过程后，形成完全溶解的分子分散体系。聚合物溶液是非牛顿流体，在流动过程中形态的变化导致了聚合物溶液的宏观性质也发生变化。聚合物溶液的黏度随剪切速率的变化与高分子溶液中的形态结构有关，当剪切速率增加到足以使高分子链断裂时，发生聚合物降解，黏度下降。聚合物相对分子质量越高，黏度越大，溶液浓度增加，黏度也会增加。
在注入水中添加聚合物是油田提高原油采收率的一种最有效的三次采油方法。油田开发经历一次采油、二次采油之后，油层中仍然存在大量的剩余油不能开采出来，经过长期的科学实验，石油科学家发明了聚合物驱油法。
聚合物驱就是充分利用聚合物的高分子特性，增加注入井下流体黏度、降低界面张力、改善流度比，从而提高原油采收率。
在注水井中注入聚合物，可以提高注入水的黏度，改善油水之间的流度比，减少水驱过程中的指进、舌进现象的发生，提高驱油剂的纵向和横向的波及体积。同时，聚合物水溶液还可以降低水的相对渗透率，而油的相对渗透率则可以保持相对不变，这有利于降低含水率，提高聚合物溶液的驱油效率。
聚合物在渗流过程中，会有少量聚合物分子吸附捕集在岩石表面，从而降低高（中）渗透层或高（中）水淹层的渗透性，增加注入水的渗流阻力，对后续的注入水形成一定的残余阻力，在一定意义上说可以促使注入水改变流向，进而扩大平面上波及体积和纵向上水淹厚度，提高原油采收率。
在聚合物驱油过程中要尽可能减少降解，保持聚合物较长时间的稳定性。减少聚合物降解的主要方法有：尽可能降低机械剪切强度，当聚合物溶液发生流动时，尽量减轻其承受的剪切应力和拉伸应力；避免化学降解，尽力避免与某些化学因素作用，如氧、过渡金属或残余杂质等；避免生物降解，特别是在较低温度和含盐度条件下更容易发生生物降解。
油田配制聚合物应采用低矿化度水，特别是控制铁离子含量，对所有容器和管道都要有严格的防腐措施。温度控制在70℃以下，严格控制微生物含量，聚合物溶液的输送、注入均采用容积式泵，计量选用电磁流量计。
以大庆油田为代表的聚合物驱已经实现了工业化应用，成为中、高渗透油藏开发中、后期的主体技术。大规模工业化的聚丙烯酰胺生产、方案设计手段、三次采油成套设备制造等完全实现了国产化，技术水平和应用规模均世界领先。