壳聚糖分子的基本单元是带有氨基的葡萄糖，分子内同时含有氨基、乙酰氨基和羟基，故性质比较活泼，可进行修饰、活化和偶联。壳聚糖分子链上的氨基、羟基、N-乙酰氨基等会参与分子内和分子间氢键的形成，壳聚糖具有膨润、扩散、吸附、保水、难以被人体消化吸收等长链糖分子特性，同时壳聚糖分子因为分子具有规整性在氢键作用下容易形成结晶区，这对材料的性能有很大的影响。

壳聚糖通过大分子链上分布的羟基、氨基、N-乙酰氨基相互作用形成各种分子内和分子间氢键。壳聚糖分子因为数量众多的氢键更容易形成结晶区，从而具有较高的结晶度，具有很好的吸附性、成膜性、成纤性和保湿性等物理机械性能。

壳聚糖无味、无臭、无毒性，纯壳聚糖略带珍珠光泽。生物体中甲壳素的相对分子质量为1×106-2×106，经提取后甲壳素的相对分子质量约为3×105-7×105，由甲壳素制取壳聚糖相对分子质量则更低，约2×105-5×105。在制造过程中甲壳素与壳聚糖相对分子质量的大小，一般用粘度高低的数值来表示。