L'estructura molecular del cautxú té les característiques següents:
① La molècula és una molècula de cadena llarga formada per unitats repetides (segments de cadena). La cadena molecular és flexible i els seus segments de cadena són molt actius. La temperatura de transició vítrea (Tg) és inferior a la temperatura ambient.
(2) l'atracció intermolecular (força de van der Waals) és petita, en condicions normals (sense estrès) és amorfa, les molècules són fàcils de moure entre elles;
(3) Algunes parts de les molècules es poden connectar mitjançant reticulació química o entrellaçament físic, formant una estructura molecular de malla tridimensional per limitar la gran activitat de tota la cadena macromolecular. Des del punt de vista microscòpic, els àtoms i els segments de cadena de les molècules de cadena llarga que formen el cautxú es troben en moviment constant a causa de la vibració tèrmica, la qual cosa fa que tota la molècula adquireixi una forma extremadament irregular de cúmul de línies i la distància entre el dos extrems de la molècula és molt més petit que la longitud recta. Un tros de goma sense estirar és com un embolcall de molècules enrotllades i filiformes. Quan el cautxú no està sotmès a força externa, el valor d'entropia de l'estat no deformat és el més gran. Quan s'estira el cautxú, les seves molècules es disposen en files de diferents graus en la direcció de l'estirament. Cal treballar per mantenir aquesta orientació, de manera que el cautxú és resistent a l'estirament. Quan s'elimina la força externa, el cautxú es reduirà a l'estat de màxima entropia. Per tant, l'elasticitat del cautxú es deriva principalment de l'"elasticitat d'entropia" del canvi d'entropia en el sistema.
