使高聚物中的高分子链沿外作用力方向进行取向排列，从而达到改善高聚物结构和力学性能的一种方法。过程拉伸通常是在高于玻璃化温度的条件下进行的。单轴取向和双轴取向都能使高聚物产生各向异性(力学、光学、热学、电学等)，双轴取向使平面内分子链的方向是无规的。结晶高聚物拉伸时其球晶能变形直至破坏，部分链片晶被拉成伸直链，在一定条件下可沿拉伸方向排列成规整而完全的伸直链晶体。高聚物在拉伸过程中形成的这种新结构通常称为微丝晶结构。在其形成过程中伸直链段数目增加，链段数目减少，同时增加了片晶间的连接链，从而提高了高聚物的力学强度和韧性。应用单轴拉伸是提高化学纤维强度的一种重要手段。通常用纤维拉伸前后长度之比来定义纤维的拉伸比。随着拉伸比的增加，纤维的模量和强度也都增加。在纺丝过程中希望尽可能多地生成伸直链结构来制得高强度、高模量的合成纤维(如聚芳酰胺类纤维)。薄膜单轴拉伸时与拉伸方向平行的强度随着拉伸比的增加而增加。但垂直于拉伸方向的强度则随之下降，高度的单轴拉伸薄膜甚至可导致高聚物微纤化。因此，它也是制造纤维的一种方法。双轴拉伸是改进高聚物薄膜或薄片性能的一种重要方