Cấu trúc tuyến tính: Cấu trúc chung của cao su chưa lưu hóa. Do khối lượng phân tử lớn, không có ngoại lực nên chuỗi đại phân tử có dạng đường cong xoăn ngẫu nhiên. Khi ngoại lực tác động để loại bỏ ngoại lực, mức độ vướng víu của cuộn dây sẽ thay đổi và chuỗi phân tử bật lại, dẫn đến xu hướng phục hồi mạnh mẽ. Đây là nguồn gốc của tính đàn hồi cao của cao su.
Cấu trúc chuỗi phân nhánh: sự kết hợp của chuỗi phân tử cao su phân nhánh để tạo thành gel. Gel gây bất lợi cho hiệu suất và quá trình xử lý cao su. Trong quá trình trộn cao su, các chất tạo hỗn hợp khác nhau thường không vào được vùng gel, dẫn đến lỗ rỗng cục bộ, không thể hình thành cốt thép và liên kết ngang, đồng thời trở thành bộ phận yếu của sản phẩm.
Cấu trúc liên kết ngang: Các phân tử mạch thẳng được liên kết với nhau thông qua các cầu nối của một số nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử để tạo thành cấu trúc mạng không gian ba chiều. Khi quá trình lưu hóa tiến triển, cấu trúc này tiếp tục tăng cường. Theo cách này, khả năng chuyển động tự do của đoạn xích giảm, độ dẻo và tốc độ kéo dài giảm, độ bền, độ đàn hồi và độ cứng tăng, đồng thời độ nén và độ trương giảm.
