聚异戊二烯的结构式可表示为[-CH2-C(CH3)=CH-CH2-]n，其中异戊二烯的结构为CH2=C(CH3)CH=CH2。在书写聚合物结构时，需要将一个双键断开，并将其放置在合适的位置，以确保碳原子和氢原子的数量和连接方式保持不变。合适的位置意味着碳原子仍然需要保持四个共价键，而打开的双键位置上的氢原子仍需保持只有一个共价键。
聚异戊二烯，亦称为聚异戊二烯橡胶，是异戊二烯的聚合物，其英文缩写为PI。它存在四种立体化学异构体，其中1,2-和3,4-异构体又各自包含全同和间同两种立体异构体。工业生产中主要使用的是顺-1,4-聚异戊二烯，这种材料也被称为天然乳胶，其重要性在1958年被发现。
顺-1,4-聚异戊二烯主要用于制造轮胎，同时也广泛应用于制造鞋类、机械、医药、体育用品、胶乳制品（如安全套）、乳胶制品（如床垫和枕头）以及其他工业产品。反式聚异戊二烯则可用于制作高尔夫球的壳体。
异戊二烯的单体有两种异构体：S-顺式和S-反式。在标准条件下，异戊二烯主要以反式结构存在，而顺反异构化的能量差异为1.5千卡/摩尔。异戊二烯是一种无色的易挥发液体，其沸点约为34℃；它能溶解多数烃类、醚类、醇类和酮类，但不溶于水；此外，它还具有一定的毒性。储存时，为防止过氧化物的形成导致爆炸，需要添加少量的抗氧剂，如叔丁基邻苯二酚。
