聚異戊二烯的結構式可表示為[-CH2-C(CH3)=CH-CH2-]n，其中異戊二烯的結構為CH2=C(CH3)CH=CH2。在書寫聚合物結構時，需要將一個雙鍵斷開，并將其放置在合適的位置，以確保碳原子和氫原子的數量和連接方式保持不變。合適的位置意味著碳原子仍然需要保持四個共價鍵，而打開的雙鍵位置上的氫原子仍需保持只有一個共價鍵。聚異戊二烯，亦稱為聚異戊二烯橡膠，是異戊二烯的聚合物，其英文縮寫為PI。它存在四種立體化學異構體，其中1,2-和3,4-異構體又各自包含全同和間同兩種立體異構體。工業生產中主要使用的是順-1,4-聚異戊二烯，這種材料也被稱為天然乳膠，其重要性在1958年被發現。順-1,4-聚異戊二烯主要用于制造輪胎，同時也廣泛應用于制造鞋類、機械、醫藥、體育用品、膠乳制品（如安全套）、乳膠制品（如床墊和枕頭）以及其他工業產品。反式聚異戊二烯則可用于制作高爾夫球的殼體。異戊二烯的單體有兩種異構體：S-順式和S-反式。在標準條件下，異戊二烯主要以反式結構存在，而順反異構化的能量差異為1.5千卡/摩爾。異戊二烯是一種無色的易揮發液體，其沸點約為34℃；它能溶解多數烴類、醚類、醇類和酮類，但不溶于水；此外，它還具有一定的毒性。儲存時，為防止過氧化物的形成導致爆炸，需要添加少量的抗氧劑，如叔丁基鄰苯二酚。