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90～95%，熔融溫度為327～342℃。聚四氟乙烯分子中CF2單元按鋸齒形狀擺放，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穿插取向，而是構成一個螺旋狀的歪曲鏈，氟原子幾乎覆蓋了全部高分子鏈的表面。這種分子結構解說了聚四氟乙烯的各種功用。溫度低于19℃時，構成13/6螺旋；在19℃發作相變，分子略微解開，構成15/7螺旋。

雖然在全氟碳化合物中碳-碳鍵和碳-氟鍵的開裂需求別離吸收能量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260、370和420℃時的失重速率（%）每小時別離為1×10-4、4×10-3和9×10-2。可見，聚四氟乙烯可在 260℃長期使用。由于高溫裂解時還發作劇毒的副產物氟光氣和全氟異丁烯等，所以要分外注意安全防護并防止聚四氟乙烯接觸明火。 

力學功用

它的摩擦系數小，僅為聚乙烯的1/5，這是全氟碳表面的主要特征。又由于氟-碳鏈分子間作用力低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。

聚四氟乙烯在-196～260℃的較廣溫度范圍內均堅持力學功用，全氟碳高分子的特征之一是在低溫不變脆。

耐化學腐蝕和耐候性

除熔融的堿金屬外，聚四氟乙烯幾乎不受任何化學試劑腐蝕。例如在濃硫酸、