Polimerizacija – (Chem.) polimerų sintezės būdas, t.y. monomero ar monomerų mišinio pavertimas polimeru. Polimerizacijos reakcija vadinama reakcija, kuriai vykstant tarpusavyje jungiasi molekulės, turinčios bent vieną dvigubąjį ryšį, sudarydamos ilgas grandines, t.y. reakcija tarp monomerų, kurių molekulėse anglies (C) atomai sujungti dvigubuoju ryšiu (C=C). Pradinė medžiaga vadinama monomeru, produktas – polimeru, arba polimerizatu. Polimerizacijos reakcijos metu vyksta dviejų ar kelių vienodų arba skirtingų molekulių ar cheminių medžiagų susijungimas į didesnę molekulę. Jei reakcijose jungiasi tokie patys monomerai, polimerizacija vadinama homopolimerizacija – susidaro homopolimerai, jei skirtingi – kopolimerizacija, susidaro – kopolimerai. Kovalentiniai ryšiai gali susidaryti dviem būdais: 1) susidarymas dalyvaujant laisviesiems radikalams. Čia kiekvienas partneris atiduoda vieną ryšio poros elektroną, o jeigu ryšys nutraukiamas, tai elektroną pasilieka sau. Pvz., azoto monoksidas (NO) ir azoto dioksidas (NO₂) dimerizuojasi į diazoto trioksidą (N₂O₃). Etilenas polimerizuojasi į polietileną. Abu procesai vyksta dalyvaujant laisviesiems radikalams. 2) Polinis susidarymas. Kai elektronų neturinti dalis jungiasi su jų turinčia dalimi ir elektronų pora tampa bendra. Procesas atitinka rūgščių-bazių reakciją pagal Luisą. Nutrūkus ryšiui, elektronų ryšio porą įgijusi dalis jos netenka, o ją atidavusi dalis susigrąžina porą atgal. Pvz., aliuminio trichloridas (AlCl₃), dujinėje būsenoje yra dimeras, kietoje būsenoje – polimeras. Jis polimerizuojasi poliškai. Aliuminio trichloridas panaudojamas daugelyje katalizinių procesų (pvz., gaminant benziną). Technikoje ypač svarbus yra eteno polimerizacija, iš jo yra gaunamas polietilenas, kuris naudojamas pakuočių, vamzdžių, izoliacinių medžiagų, plėvelės ir kt. gamybai. Kai kurie giminingi etenui junginiai, kaip monomerai, yra jau toliau naudojami įvairių polimerinių medžiagų gamybai. (Tp.žr. ↑Polimerai)