由合成高分子化合物构成的材料，通常指有机的，如塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂等。高分子化合物是分子量在几千以上的化合物，又称高聚物。按其来源分为天然和合成两大类。按化学结构主要分为链状的线型分子和网状的体型分子结构。按生成反应可分为加聚物和缩聚物。

合成树脂是指一些合成高分子化合物因其类似树脂而得名。按受热后性能的变化可分为热塑性和热固性两种。前者受热软化或熔化，冷却变硬，可反复塑制，一般呈线型结构；后者经加热或加入固化剂成型后，不再因热软化，一般呈体型结构。以合成树脂为主要成分并掺入（或不掺）填料、增塑剂、稳定剂……等塑制成型的材料，称塑料。常用的有聚乙烯、聚氯乙烯等。在水利工程中，塑料代替（或部分代替）紫铜片用作混凝土坝永久缝的止水片，塑料薄膜用于渠道、蓄水池的衬砌以及土石坝的防渗心墙和斜墙，塑料与玻璃纤维或其织物的层叠材料称玻璃纤维增强塑料，俗称玻璃钢，用于钢丝网水泥薄壁构件和溢流面的护面层，多孔塑料板用作软基处理中的排水系统。泡沫塑料板用于混凝土坝温度控制中的表面保温。

合成橡胶是具有可逆形变的高弹性合成高分子化合物。常用的有氯丁橡胶、丁苯橡胶等。合成橡胶可用作闸门的止水材料，它与锦纶或其它帆布组合的层叠材料可用于制作橡胶坝的坝袋，使用寿命15～20年，其乳液作为外加剂可提高水泥混凝土的塑性。

合成纤维是全人工合成的线型高分子化合物抽成的纤维。工程上常用的有聚酰胺（商品名锦纶、尼龙、卡普隆）、聚丙烯等。纤维织物可用以代替传统的砂砾石反滤层和梢料沉排（俗称软体排），或做成巨型砂袋堆筑堤坝。由单丝编织的网以及发泡单丝的束作为人工水草滞流促淤正在试验研究中。纤维作为增强材料可提高水泥混凝土的抗震性能。

合成高分子材料已广泛应用于人民生活、工农业生产、医疗卫生、尖端科学和国防建设等方面。在水利工程中应用也已取得一定的经济效果。其缺点是耐久性差，易于老化，在氧气、紫外光、热的作用下化学结构逐渐破坏，性能变坏。但若将其用于水中或地下，例如聚乙烯，估计寿命可达50年以上。