纤维素分子式C₆H₁₀O₅)_n（n为聚合度，一般高等植物纤维素的聚合度为7000—150000）。

纤维素的元素组成为：C=44.44%，H=6.17%,O=49.39%。

纤维素大分子的基环是脱水葡萄糖，其分子式为(C₆H₁₀O₅)。纤维素的化学结构是由D-吡喃葡萄糖环彼此以β- 1, 4-糖苷键以C1椅式构象联结而成的线形高分子化合物，其结构表达式如下图：

除两端的葡萄糖基外，每个葡萄糖基上都有三个游离羟基，分别位于C₂、C₃和C₆位上，所以纤维素的分子可以表示为[[C₆H₇O₂(OH)₃]n,其中C₂和C₃位上为仲醇羟基，C₆位上为伯醇羟基，他们的反应能力不同，对纤维素的性质具有重要影响，如纤维素的酯化、醚化、氧化和接枝共聚，以及纤维素之间的分子间氢键作用，纤维素的溶胀与水解都与纤维素的羟基有关。

纤维素大分子两端的葡萄糖末端基，其结构和性质不同，一端的葡萄糖末端基在C4上存在一个苷羟基，此羟基的氢原子易转移，与基环上的氧原子结合，使氧环结构转变为开链式结构，在C1处形成醛基，具有潜在还原性，固有隐形醛基之称。左端的葡萄糖末端为非还原性的，由于纤维素的每一个分子链一端是还原性，另一端是非还原性，所以纤维素分子具有极性和方向性。
纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40～50%，还有10～30%的半纤维素和20～30%的木质素；纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子，是取之不尽用之不竭的，人类最宝贵的天然可再生资源，全世界用于纺织造纸的纤维素，每年达800万吨。此外，用分离纯化的纤维素做原料，可以制造人造丝，赛璐玢以及硝酸酯、醋酸酯等酯类衍生物;也可制成甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚阴离子纤维素等醚类衍生物。

羧甲基纤维素钠俗称纤维素、羧甲基纤维素、cmc等多种称呼，分子式C₈H₁₆NaO₈，是当今世界上使用范围最广、用量最大的纤维素种类，广泛地用于建筑建材、纺织印染、石油钻探、造纸、陶瓷、合成洗涤、日用化工、石墨制品、铅笔制造、卷烟、涂料、等行业，特别是近几年来在石油钻探行业得到了开发利用，生产水平和品种也有很大的进步。