可反復加熱軟化、冷卻固化的一大類合成樹脂（也包括常見的天然樹脂）。這類樹脂在常溫下為高分子量固體，是線型或帶少量支鏈的聚合物，分子間無交聯，僅借助範德瓦耳斯力或氫鍵互相吸引。在成型加工過程中，樹脂經加壓加熱即軟化和流動，不發生化學交聯，可以在模具內賦形，經冷卻定型，制得所需形狀的製品。在反復受熱過程中，分子結構基本上不發生變化，當溫度過高、時間過長時，則會發生降解或分解。這些都是與熱固性樹脂相區別的特徵。
熱塑性樹脂系以以石油化工產品為主要原料，產量大。占全世界合成樹脂總產量的90％左右。常用的熱塑性樹脂有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯醚等。熱塑性樹脂按聚集態結構可分為結晶形（如聚酰胺）和無定形（如聚甲基丙烯酸甲酯）兩類。結晶形樹脂由於晶粒折光，制品透明度差，熔點高，模塑收縮率大。無定形樹脂中某些品種的板材透光率可與無機玻璃相媲美，加工收縮性也小。
在熱塑性樹脂中加入各種塑料助劑，如抗氧劑、增塑劑等，以及各種增強材料，可制成熱塑性塑料。有些品種（如聚酯、聚酰胺）添加劑加得很少，純樹脂即可直接加工；有的品種（如聚氯乙烯）配方極其復雜，配方不同，性能各異。熱塑性塑料常用的加工方法有擠出、吹塑和註射成型等。
生產熱塑性樹脂的聚合過程，大分子鏈為碳鏈者一般用加聚反應來制取，大分子鏈為雜鏈者則用縮聚反應制取。熱塑性樹脂主要用作熱塑性塑料，還用作膠粘劑、塗料。大多數合成纖維用的樹脂屬於熱塑性樹脂。
今後熱塑性樹脂的產量仍將占合成樹脂總產量的絕大部分。化學結構全新的品種不會增加太多，但生產工藝會有新改進。尋求耐高溫、易加工、高強度或具有某些特殊功能（如導電）的熱塑性樹脂仍然是重要方向。