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고분자(한자: 高分子, 영어: Macromolecule)는 굉장히 많은 수의 원자가 모여 이루어진 거대한 분자이다. 무조건 분자 하나의 크기가 크다고 해서 고분자가 되는 건 아니고, 반드시 "단위체"라는 작은 같은 분자들이 여럿 모여서 만들어진 "중합체"이어야 고분자가 될 수 있다. 유기 단위체의 골격은 탄소로 이루어져 있으며, 여기에 수소, 산소, 질소 등의 분자가 결합된 형태이다. 탄소가 골격을 이루고 있지 않은 단위체는 모두 무기 단위체라 한다.

고분자의 예로는 다음과 같은 것들이 있다.