โพลิไอโซบิวทิลีนเป็นโพลีเมอร์เชิงเส้นอิ่มตัวทั่วไป ส่วนหลักของสายโซ่โมเลกุลไม่มีพันธะคู่ ไม่มีสายโซ่ด้านข้างยาว ไม่มีอะตอมของคาร์บอนที่ไม่สมมาตร และหน่วยโครงสร้างเชื่อมต่อกันด้วยลำดับปกติตั้งแต่ต้นจนจบ
ในสถานะที่ไม่มีรูปร่าง โพลิไอโซบิวทีนเป็นโพลีเมอร์อสัณฐาน ที่อุณหภูมิห้อง สายโพลีไอโซบิวทีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงจะตกผลึกในระหว่างการยืด และในบริเวณที่เป็นผลึก โครงสร้างทุกๆ 8 โครงสร้างจะทำซ้ำเพื่อสร้างโครงสร้างสายโซ่แบบเกลียว เนื่องจากการประสานเชิงพื้นที่ของหมู่เมทิลทั้งสองบนอะตอมคาร์บอนที่สลับกันของสายโซ่โพลีเมอร์ โซ่โพลีเมอร์จึงไม่แสดงแบบจำลองฟันเลื่อยระนาบ และมุมพันธะของคาร์บอนใน - CH2- เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยเปลี่ยนรูป จาก 109.5 องศา ในรูปแบบ tetrahedral ถึง 123 องศา ทำให้เกิดโครงสร้างโซ่เกลียวดังที่กล่าวมา

ตามวัตถุดิบที่ใช้ในการโพลิเมอไรเซชัน โพลีเมอร์ที่ทำจากไอโซบิวทีนบริสุทธิ์ (มากกว่าหรือเท่ากับ 99%) เรียกว่าโพลีไอโซบิวทีน ในขณะที่โพลีเมอร์ที่ทำจากเศษส่วน C4 แสงผสมที่มีไอโซบิวทีน โอเลฟินอื่นๆ (1-บิวทีน, ซิส{ {3}}บิวทีน และแอนติ-2-บิวทีน) และอัลเคน (n-บิวเทน, ไอโซบิวเทน) เป็นที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อโพลีบิวทีนเนื่องจากมีเอ็น-บิวทีนในปริมาณเล็กน้อย (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 5% ) หน่วยโครงสร้างที่ฝังอยู่ในสายพอลิไอโซบิวทีนโพลีเมอร์ โครงสร้างและคุณสมบัติของโพลีบิวทีนเชิงพาณิชย์และโพลีไอโซบิวทีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากันโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน
เนื่องจากปฏิกิริยาการถ่ายโอนลูกโซ่และปฏิกิริยาการสิ้นสุดของลูกโซ่ โดยทั่วไปแล้วโซ่โพลีไอโซบิวทีนจะมีพันธะคู่ที่ไม่อิ่มตัวที่ปลายของพวกมัน ตามโครงสร้างทางเคมีของพันธะคู่เทอร์มินัล โพลีไอโซบิวทีนสามารถแบ่งออกเป็นโพลีไอโซบิวทีนสามัญและโพลีไอโซบิวทีนที่เกิดปฏิกิริยา ปริมาณโอเลฟินเทอร์มินัลของโพลีไอโซบิวทีนสามัญน้อยกว่า 15% และโครงสร้างอื่น ๆ ส่วนใหญ่เป็นเบต้าโอเลฟินส์และโอเลฟินภายใน พอลิไอโซบิวทีนที่ทำปฏิกิริยาหมายถึงโพลีไอโซบิวทีนที่มีโครงสร้างเทอร์มินัลอัลฟาโอเลฟินมากกว่า 70% พอลิไอโซบิวทีนที่ทำปฏิกิริยาที่มีจำหน่ายในท้องตลาดมักมีโครงสร้างอัลฟาโอเลฟินมากกว่า 80%
