Молекуларна структура гуме има следеће карактеристике:
① Молекул је молекул дугог ланца састављен од понављајућих јединица (сегмената ланца). Молекуларни ланац је флексибилан и његови сегменти ланца су веома активни. Температура преласка стакла (Тг) је нижа од собне температуре.
(2) интермолекуларна привлачност (ван дер Валсова сила) је мала, под нормалном (без стреса) је аморфна, молекули се лако померају у односу један на други;
(3) Неки делови молекула могу бити повезани хемијским умрежавањем или физичким преплитањем, формирајући тродимензионалну мрежасту молекуларну структуру како би се ограничила велика активност целог макромолекуларног ланца. Са микроскопске тачке гледишта, атоми и сегменти ланца дуголанчаних молекула који чине гуму су у сталном кретању услед термичке вибрације, због чега цео молекул поприма изузетно неправилан облик кластера линија, а растојање између два краја молекула је много мања од праве дужине. Комад нерастегнуте гуме је као сплет намотаних молекула налик на нити. Када гума није изложена спољној сили, вредност ентропије недеформисаног стања је највећа. Када се гума растеже, њени молекули су распоређени у редове различитог степена у правцу истезања. Потребан је рад да би се одржала ова оријентација, тако да је гума отпорна на истезање. Када се уклони спољна сила, гума ће се скупити назад у стање максималне ентропије. Према томе, еластичност гуме се углавном изводи из "ентропијске еластичности" промене ентропије у систему.
