配位聚合物是一种由无机化合物或含有金属阳离子中心的金属有机聚合物通过有机配体连接而成的结构。它是一种具有重复的1、2或3个维度上延伸的配位实体。配位聚合物的重复单元是配位配位化合物。配位聚合物包含子类的配位网络，这是配位化合物的延伸，可通过配位实体在1个维度上重复，或者通过具有两个或更多个单独的链、环、螺形链接或通过配位实体在2或3维度上延伸在配位化合物之间的交叉连接。这些含有空洞的有机配体所产生的配位网络有潜力应用在金属-有机骨架材料方面。配位聚合物与多个领域相关，包括有机和无机化学、生物化学、材料学、电化学和药理学，具有很大的应用潜力。由于其跨学科性质，配位聚合物在过去几十年中一直是广泛研究的对象。

阿尔弗雷德·维尔纳及其同代人的研究成果为配位聚合物的研究奠定了基础。配位数这一概念便是由蒂莫·韦尔纳提出的。许多长期研究的材料后来被确认为配位聚合物，其中包括普鲁士蓝和霍夫曼包合物。

配位聚合物通常通过分子自组装合成，涉及金属盐与配体的结晶过程。这些合成方法通常与生成其他晶体的方法相似，包括溶剂分层、缓慢挥发和缓慢冷却。配位聚合物特性的主要表征方法是X射线衍射晶体学，因此确保晶体生长到足够的尺寸和质量至关重要。

金属-配体配位化合物的分子间作用力包括范德华力、π-π相互作用、氢键和π键的稳定性，这些都是除金属和配体之间形成的配位键外的极性键。这些分子间作用力因其键长较长而相对较弱。例如，两个平行的苯环间的π-π相互作用的能量约为5-10 kJ/摩尔，间距约在3.4-3.8 Å。

配位聚合物的晶体结构和维度的连接是由配位的金属中心的几何形状决定的。维度通常是由配位聚合物的金属中心结合到16个功能位点上的能力驱动的。这些可能产生的键结即为配位数。配位数的大小通常在2到10之间，每个键结点会因键角而彼此分开。图2展示了平面结构的配位数。图1中的1-D结构是2个配位数，平面是4个配位数，3D是6个配位数。图3中的三个结构表明，通过改变中心原子，配位聚合物的几何结构会发生变化。

金属中心，也称为节点，会根据键角具有特定的键结数量，键结到节点的位置称为配位数，键角决定了结构的维度。金属中心的配位数与其配位的几何结构是由其周围的电子密度分布不均匀造成的，通常配位数会随着阳离子大小的增加而增加。在几种模式中，最常见的混合模型和分子轨道理论，由于环境对电子密度分布的影响非常复杂，因此需要用薛定谔方程来预测和解释配位几何形状。

在大多数配位聚合物中，配位体（原子或原子团）会提供孤对电子给金属阳离子，从而形成路易斯酸/碱关系的配位配位化合物。配位聚合物形成时的配位体具有形成多个配位键并与多个金属中心之间建立桥梁的能力。配体可以形成一个配位键，称为单齿(monodentate)，或多齿(polydentate)配位聚合物，后者相当重要，因为它将多个金属中心连接起来形成无限阵列的配体。多齿配体还可形成多重键，键结多个相同的金属（称为螯合）。单齿配体也被称为终端，因为它们不提供连续键结的网络。在这种情况下，配位聚合物通常包括多齿和单齿、桥接、螯合剂和终端配体的组合。

除了金属和配位体的选择，还有许多因素会影响配位聚合物的结构。例如，大多数金属中心带正电的离子，平时以盐的形式存在。盐中的相对离子会影响整体结构。例如，银盐如硝酸银，AgNO3, 四氟硼酸银, AgClO4, AgPF6, AgAsF6 and AgSbF 均与具有相同的配位体产生结晶，这些都与使金属结构改变的配位环境和整个配位聚合物的维度相关。

在结晶环境中也可以改变的结构。改变pH、温度或是暴露在光照下，都可以改变所得到的结构；但对于改变结晶的环境影响所得构造，还是需要视情况而定。

配位聚合物的结构通常与空的空间组成的孔或通道接合，但是这个空间是热力学不利的。为了要稳定的结构和防止坍塌，因此孔或通道通常由客体分子填满。客体分子不会与周遭的晶格形成键结，但有时会透过分子间作用力相互作用，例如：氢键或π堆叠。在多数情况下，配位聚合物可以在客体分子当成溶剂的环境下结晶，但也可以是任意（其它盐类或是大气中的气体，如氧气，氮气，二氧化碳等）的客体分子，因填满孔或通道而影响结构变化，否则会没有可以影响结构改变的东西。图5表示结构会因客体分子进行加成或是离开而改变的示意图。

配位聚合物可以作为一种商业化染料。特别是氨基苯酚(aminophenol)的衍生物。铜或铬的金属配位化合物染料通常用于制备无光泽的颜色，因为三齿配位体染料相较于单齿与两齿对应物更加有用、稳定。有一种早期商业化的配位聚合物是霍夫曼化合物，其化学式为 Ni(CN)4Ni(NH3)2 。这些材料会与较小的芳香族客体分子（苯，某些二甲苯）形成结晶，且因具此选择性被用在商业化烃类的分离。

尽管尚未实际应用，但多孔配位聚合物有潜力与多孔碳和分子筛一样作为分子筛。多孔配位聚合物的孔的大小和形状可以由链接器的大小与连接配位体的键长和官能基团来控制。通过修改孔径大小，提高吸收效率；非挥发性的客体分子会插(intercalated)在多孔配位聚合物的空间中来减小孔径，活性表面的客体分子也可以促进吸收。例如，孔径较大的MOF-177，直径为11.8埃(Å)，其可以通过 C60 分子（直径为6.83埃(Å)）或具有良好共轭系统的聚合物，增加表面积以增加对 H2 吸附。

荧光配位聚合物的典型特征为有机生色团的配位体，会吸收光能，传递给金属离子，使其激发。因为配位聚合物有发光的特性，可与客体分子耦合成为通用的发光物质。因此最近兴起发光超分子结构在光电器件或作为荧光传感器和探针方面的应用研究。配位聚合物比纯有机化合物更稳定（耐热与耐溶剂性）。不需要金属连接剂的荧光配位体(不是因为LMCT)相较于单独游离的配位体会发出强度较强的光。因此这些物质具有应用于发光二极管（LED）器件设计的潜力。荧光会有显著的增加是因为刚性与不对称的配位体配位到金属中心增加而造成。

配位聚合物的结构有短链的无机化合物和共轭的有机键结可以提供导电的途径。如图所示，有些一维配位聚合物的导电率范围在 1x10−6 到 2x10−1 S/cm之间。导电率是因为金属的d轨道和键结配位体的pI*之间的相互作用。在某些情况下，配位聚合物可以具有半导电特性。当金属中心整齐排列，则其三维结构包含片状含银聚合物可以表现半导电性，导电性会随银原子从平面转移到垂直面而减少。

配位聚合物表现出多种磁性。固体的反铁磁性，铁磁性，铁磁性是因自旋顺磁中心之间的耦合而产生磁自旋的合作现象。为了更高效的磁性，金属离子会借由小的配体（例如氧代，氰基，叠氮化合物的键结）与金属产生较短的键结。

配位聚合物的结构会因溶剂分子的插入而改变，颜色也跟着变化。相关例子是两个钴的配位聚合物 [Re6S8(CN)6]4- 基团借由含有水的配体配位到钴原子。用四氢呋喃（THF）把水置换出来，使原本的溶液由橙色变成紫色或绿色，再加入乙醚后变为蓝色。因此，配位聚合物可以在某些溶剂中当成物理性的颜色变化的感测剂。颜色变化是因为加入的溶剂置换与钴原子键结的配体的水，使其几何构造由八面体变成四面体。