聚烯烴組成了高分子材料中最大的聚合物族系。聚乙烯、聚丙烯、乙丙橡膠都是這個族系的主要產品，每種產品有許多種變體。聚乙烯的變體包括高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(VLDPE)以及各種乙烯共聚物(包括共聚單體全都連接的醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸和它們的金屬鹽)。聚丙烯具有較少的變體，變體中包含少量的乙烯而維持結晶度。

一般來講，上述聚烯烴的各種組合具有良好的力學性能，一般認為是因為它們的結構相似。因此具有非常高的商業價值。這些共混物的制備通常是通過擠出融化混合。但是，運用多種催化劑或者變化反應單體也能夠通過聚合反應產生聚烯烴共混物。

許多聚烯烴化合物是相位分離的，包括如聚丙烯(PP)/高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)/乙丙橡膠(EPR)、聚丙烯(PP)/低密度聚乙烯(LDPE)、聚異丁烯(PIB)/高密度聚乙烯(HDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)/乙丙橡膠(EPR)、聚丙烯(PP)/線性低密度聚乙烯(LLDPE)。即使具有不同分支或單體的聚乙烯共混物(如線性低密度聚乙烯(LLDPE)和超低密度聚乙烯(VLDPE))通常也是相位分離的。通過傳統的機械和熱力學方法測定玻璃化溫度來測定這些多種化合物的可混性是困難的。小角度中子散射(SANS)成功地應用于測定這種相位的行為。在這項研究中發現了若干易混合的化合物，包括包括低密度聚乙烯(LDPE)/高密度聚乙烯(HDPE)，通過SANS對固態和液態的高密度聚乙烯與低密度聚乙烯混合物的研究表明所有的化合物都是單相的。在固體的分離組分中，晶粒作為指示有限的同構行為的依據而被單獨的在恒溫熔融下進行觀察。通過研究具有分枝結構的線性PE來研究分支的作用。在分支數＜4/100個碳原子的條件下的混合物是均勻的。在高密度分支(分支數＞8/100個碳原子)的條件下發生了相位分離。溶度參數法能夠充分的預測異相聚烯烴共混物的相位行為。乙烯/已烷共聚物與乙烯/丁烯共聚物的混合通過金屬茂合物的催化制備，在最高臨界相容溫度下表現熔融可混性。線性低密度聚乙烯(LLDPE)/超低密度聚乙烯(VLDPE)共混物表現的熔融可混性也證明高程度的超低密度聚乙烯發生共結晶。乙烯和丙烯共聚物(通過聚乙烯氫化而得1、4-異戊二烯)(PEP)具有可混性以及跟聚異丁烯(PIB)的最低臨界相容溫度。

IPP/EPR共混物一直是多數論文討論的重點，基于SANS分析結果，乙烯含量低至8％的熔融狀態出現相分離。早期的研究都是基于Ziegler-Natta催化劑來制備EPR的并且金屬茂合物催化劑能夠產生更多的無規則結構體。用金屬茂合物制備的EPRs與全規聚丙烯的共混物在乙烯含量19-47％時為單一相結構。

大多數聚烯烴共混物都是相分離的，因此各種研究一直都在針對它們的性質以及增容方法以提高分散性能和力學性能。PP/EPR或者EPDM共混物一直都是眾多研究人員關注的焦點。通常EPR或者EPDM加入聚丙烯PP來提高沖擊強度或者提高彈性。在二元PP/HDPE共混物中增加EPR可以提高分散性能和力學性能，因此EPR在此時作為一種三重增容劑。在HDPE作為iPP/HDPE共混物主要成分的情況下，EPDM也是一種有效的增容劑。乙烯-丙烯共聚物和側基iPP分支的接枝共聚物能夠用于iPP/EPR共混物增容，能夠降低相區的尺寸，增大低溫沖擊強度。丙烯-1-辛烯共聚物含量的增加能夠提高聚丙烯/丙烯-1-辛烯共聚物共混物的韌性和加工性能。LLDPE增強的PP/EPDM共混物可以提高分散性能和低溫韌性。PP/LLDPE共混物中添加SEBS的塊狀共聚物可以提高沖擊強度，觀察發現，集中在相間界面處的塊狀聚合物含量多達5%，在這些界面上可以觀察到單獨的SEBS。低模量乙烯共聚物(聚烯烴彈性體)也能夠增韌聚丙烯。聚烯烴彈性體(>20％辛烯)被當做PP共混物中EPDM的代替品。一項把POE共混物與PP對比的研究表明其加工性能相對于EPDM有所提高，但沖擊性能略有下降。

不同的聚乙烯共混物(HDPE,LLDPE,LDPE,VLDPE)和具有極性單體的乙烯共聚物在應用領域已經商業化，尤其在薄膜應用上。在20世紀70年代末，隨著LLDPE的引入，LLDPE/LDPE共混物在薄膜方面得到了商業化應用。較早的LLDPE要求添加LDPE以實現良好的加工性能。

(LLDPE)(1-辛烯共聚單體)/(LDPE)共混物具有單獨的融化和結晶溫度，但是動態力學數據顯示在非結晶相下可以共混。LLDPE/LDPE共混物的力學性能要比按規律混合的混合物預期的值要高(平均重量)，然而，HDPE/LLDPE共混物與按規律混合的混合物預期的值相同，HDPE/LDPE的值按規律混合的混合物預期的值低。LLDPE(1-己烯聚合單體)/LDPE共混時，隨著LDPE的加入會降低LLDPE結晶時晶核的形成。加入2.5％的LDPE，溫度為250-350K的模數增大，T_m和結晶度略有增加，晶核球半徑明顯下降。這些發現能夠表明LLDPE/LDPE共混物的力學特性存在增強行為。