Polyvinylalkohol har et smeltepunkt på 230 grader og en glassovergangstemperatur som varierer fra 75 grader til 85 grader. Når den varmes opp i luft til temperaturer over 100 grader, misfarges den gradvis og blir sprø. Ved oppvarming til 160–170 grader gjennomgår den dehydrering og foretring, noe som resulterer i tap av løselighet; dekomponering begynner ved 200 grader. Ved temperaturer over 250 grader forvandles den til en polymer som inneholder konjugerte dobbeltbindinger.
Polyvinylalkohol er en vann-løselig polymer som ikke syntetiseres direkte gjennom polymerisering av monomerer, men snarere oppnås via hydrolyse av polyvinylacetat. Det eksisterer som et hvitt, luktfritt fast stoff i form av flak, flokker eller pulver. De fysiske egenskapene til polyvinylalkohol er påvirket av dens kjemiske struktur, alkoholysegrad og polymerisasjonsgrad. To distinkte kjemiske strukturer eksisterer i polyvinylalkoholmolekylet-nemlig 1,3-etylenglykolstrukturen og 1,2-etylenglykolstrukturen-selv om den dominerende formen er 1,3-etylenglykolstrukturen, også kjent som "hode-til-hale"-strukturen.
