Polyisobutylen je typický nasycený lineární polymer. Hlavní část molekulárního řetězce neobsahuje dvojné vazby, nejsou zde žádné dlouhé postranní řetězce, žádné asymetrické atomy uhlíku a strukturní jednotky jsou spojeny pravidelnou sekvencí od začátku do konce.
Ve svém nedeformovaném stavu je polyisobuten amorfním polymerem. Při pokojové teplotě polyisobutenové řetězce s vysokou molekulovou hmotností krystalizují během natahování a v krystalické oblasti se každých 8 struktur opakuje a tvoří strukturu spirálového řetězce. V důsledku prostorového provázání dvou methylových skupin na střídajících se atomech uhlíku polymerního řetězce nevykazuje polymerní řetězec planární pilovitý model a vazebný úhel uhlíku v - CH2- se výrazně zvyšuje, transformuje od 109,5 stupně v tetraedrické formě do 123 stupňů, což vede k výše zmíněné spirálové řetězové struktuře.
Podle surovin používaných při polymeraci se polymery vyrobené z čistého isobutenu (Větší nebo rovno 99 %) nazývají polyisobuten, zatímco polymery vyrobené ze směsných lehkých C4 frakcí obsahujících isobuten, jiné olefiny (1-buten, cis{ {3}}buten a anti-2-buten) a alkany (n-butan, isobutan) jsou běžně známé jako polybuten kvůli přítomnosti malého množství n-butenu (méně než nebo rovno 5 % ) strukturní jednotky vložené do jejich polyisobutenových polymerních řetězců. Struktura a vlastnosti komerčního polybutenu a polyisobutenu se stejnou molekulovou hmotností jsou v zásadě stejné.
Kvůli reakcím přenosu řetězce a reakcím ukončení řetězce obsahují polyisobutenové řetězce na svých koncích typicky nenasycené dvojné vazby. Podle chemické struktury koncové dvojné vazby lze polyisobuten rozdělit na běžný polyisobuten a reaktivní polyisobuten. Obsah terminálních alfa olefinů v běžném polyisobutenu je méně než 15 % a ostatní struktury jsou převážně beta olefiny a vnitřní olefiny; Reaktivní polyisobuten se týká polyisobutenu s obsahem struktury terminálního alfa-olefinu vyšším než 70 %. Komerčně dostupný reaktivní polyisobuten má typicky obsah struktury alfa olefinu vyšší než 80 %.