纤维素是由D-吡喃型葡萄糖基（失水葡萄糖）组成。简单分子式为困价室刑亲历溶(C6H10O5)n。
是由许多D-葡萄糖基（1-5结环），藉1-4，β-来自型联结连接起来的，而且连接在环上碳原子两端的OH和H位置不相同，所以具有不同的性质。式中n为聚合度。在天然纤维素中，聚合度可达10000左右；再生纤维素的聚合度通常为200至800。在一个样品中，各个高分子的聚合度可以不同不见绝送断敌爱参，具有多分散性。
由于内旋转作用，使分子中原烈想子的几何排列不断发生变化，产生了各种内旋转异构体，称为分子链的构象。纤维素高分子中，6位上的碳-氧键绕5和6位之间的碳-碳键旋转时，相对于5位上的碳-氧键和5位与4位之间的碳-氧键可以有三种不同的构象。
如以g表示旁式，t表示反式，则三种构象为gt、tg、和gg。多数人认为，天然纤维素是gt构象当致帝，再生纤维素是tg构象。
在纤维素分子链中，存在着氢键。这种氢键把链中的反酸机需案米将O6（6位上的氧免围养领永济矿小与9）O2'以及O3与O5'连接起来使整个高分子链成为带状，从而使它具有较高的刚性。在砌入晶格以后，一个高分子链的O6与相邻高分子的O3之间也能生成链间氢键。
