聚丙烯酰胺（PAM）為一種線型高分子聚合物，具有良好的熱穩定性；易溶于冷水，而在有機溶劑中的溶解度有限。聚丙烯酰胺具有一系列優良的性能，如絮凝性、增稠性、表面活性、沉降、過濾、增粘、助留、凈化等。

聚丙烯酰胺根據其分子中是否具有離子分為非離子型聚丙烯酰胺和離子型聚丙烯酰胺。離子型聚丙烯酰胺又包括陰離子型、陽離子型和兩性聚丙烯酰胺。

非離子聚丙烯酰胺是丙烯酰胺均聚物，主要在造紙中用作補強劑、助留劑、鉆井降水劑、三次采油驅油劑等。非離子型聚丙烯酰胺中的酰胺基可以通過部分水解轉化為含有羧基的聚合物，成為陰離子型聚丙烯酰胺。

陰離子型聚丙烯酰胺主要用于以無機物固體為主的中性懸浮液的污水處理。在初級廢水中投0.25mg/L的陰離子聚丙烯酰胺，懸浮物和BOD（生物需氧量）去率分別可達66%和23%，但用于酸性環境較差。

陽離子聚丙烯酰胺可中和負電荷及橋連絮體，在生物污泥處理中具有增稠作用，利于形成大塊絮狀物而不粘附過濾器濾布。

兩性聚合物在分子中具有陽離子和陰離子基團，它的結構決定了其在pH條件較寬范圍使用，尤其是它使污泥的脫水性好，使污泥濾餅含水率降低。

聚丙烯酰胺可根據需要合成不同分子量的聚合物，并可改性為帶有不同離子的聚合電解質，因此得到廣泛應用，其用量占高分子絮凝劑的80%以上。聚丙烯酰胺由于其酰胺基與水形成氫鍵，產生締合作用，顯示了親水性和易溶性。與其他高分子絮凝劑的作用機理一樣，對水中的分散體，聚丙烯酰胺主要表現為吸附架橋作用和電中和作用。

吸附架橋作用：具有架橋作用是高分子聚合物的特點。由于它們有很高的聚合度，在水溶液中呈長的線性分子，并可以借助于范德華引力、氫鍵及靜電引力，對固體顆粒有著強有力的吸附作用。對聚丙烯酰胺來說，主要靠氫鍵對懸浮液中的顆粒進行吸附，在吸附的同時，固體顆粒還可以直接粘附在一起，吸附了固體顆粒的聚合物分子又相互纏繞交聯，形成復雜的聚集體。吸附架橋作用要求聚合物有足夠的分子鏈，絮凝效果隨著分子量的增加而提高，但其溶解性能則隨著分子量的增加而變小。

電中和作用：高分子絮凝劑可以與膠體表面的擴散層離子中和，破壞其電偶層的穩定性，從而使微粒發生沉降。吸附架橋作用與電中和作用一直作為高分子絮凝劑作用的理論基礎而得到公認。高分子聚合物的每個鏈都含有數千個離子電荷位，能中和懸浮膠體粒子的表面電荷，同時又形成氫鍵，在懸浮粒子間“搭橋”，使懸浮物立即附著于高分子聚合物鏈上，當凝聚的顆粒足夠大時便沉降下來，其沉降作用可以在數分鐘內完成。