Copolymere bestehen aus mindestens zwei unterschiedlichen Monomerbausteinen. Dabei vereinen sich die Eigenschaften der Polymerarten. In der Regel sind die einzelnen Monomerbausteine statistisch entlang der Kette angeordnet. Die Eigenschaften solcher statistischen Copolymere liegen irgendwo zwischen denen der Homopolymere. Blockcopolymere sind dagegen ein Sonderfall: Sie bestehen aus mindestens zwei chemisch unterschiedlichen Homopolymer-Ketten (oder Blöcken), die miteinander verknüpft sind. Die zugrundeliegenden Homopolymere bringen so ihre unterschiedlichen thermischen, mechanischen und Lösungs-Eigenschaften in das Blockcopolymer ein. Dies führt zu ungewöhnlichen Eigenschaften und vielseitigen Anwendungen.

Die Synthese von Blockcopolymeren beruht auf den Methoden der lebenden oder kontrollierten Polymerisation, bei der die wachsenden Polymerketten keinen Abbruch- oder Übertragungsreaktionen unterliegen. Ein wichtiges Beispiel ist die anionische Polymerisation, bei der die Reaktionsträger Anionen, negativ geladene Moleküle oder Atome, sind. Nach der Bildung einer Polymerkette aus einem Initiator I (z.B. Butyllithium) und einem geeigneten Monomer M_a (z.B. Styrol) ist diese Kette immer noch aktiv und wird auch als Makroinitiator bezeichnet. Sie kann ein weiteres Monomer M_b (z.B. Butadien) anlagern. Auf diese Weise erhält man ein sogenanntes AB-Diblock-Copolymer. In unserem Beispiel hieße dieses Polystyrol-block-Polybutadien. Das AB-Diblock-Copolymer kann nochmal mit einem weiteren Monomer M_a reagieren, es resultiert dann ein ABA-Triblock-Copolymere (Polystyrol-block-Polybutadien-block-Polystyrol).

Eigenständig sind Homopolymere meist aus thermodynamischen Gründen unverträglich. Dies führt im Festkörper zu einer makroskopischen Entmischung. Im Blockcopolymer sind die Homopolymere aber verknüpft, was nur zu einer Mikrophasenseparation, also wenn sich die Homopolymere nicht vollständig mischen, im Nanobereich von 10-100 Nanometern zur Folge hat. Das Polymer versucht, die Grenzflächenenergie zu minimeren. Je nach Zusammensetzung führt dies zu unterschiedlichen Anordnungen (Morphologien), die man z.B. im Transmissions-Elektronenmikroskop (TEM) beobachten kann. 

Eine technisch wichtige Anwendung von ABA-Triblock-Copolymeren sind thermoplastische Elastomere. Herkömmlicher Kautschuk besteht aus Polybutadien oder Polyisopren, die bei Raumtemperatur flüssig sind. Durch kovalente Vernetzung über Schwefelbrücken entsteht Gummi. Im ABA-Triblock-Copolymer Polystyrol-block-Polybutadien-block-Polystyrol (SBS) bilden die äußeren, harten Polystyrol-Blöcke physikalische Vernetzungspunkte (vgl. schwarze Kugeln oder Zylinder in Abbildung). Erst oberhalb von ca. 100 °C werden diese flüssig und können in eine neue Form gebracht. Beim Abkühlen bilden sich neue Vernetzungspunkte. Einsatz finden diese Blockcopolymere zum Beispiel in Schuhsohlen, als Bitumenzusatz im Straßenbau, in schlagzähem Kunstglas, in Verpackungsfolien oder Klebstoffen.
Aufgrund ihrer Abmessungen im Nanometer-Bereich finden Blockcopolymere auch viele Anwendungen in der Nanotechnologie, z.B. in der Herstellung von Computerchips. 
 

In einem selektiven Lösungsmittel wie Wasser lösen sich nur die hydrophilen („wasserliebende“) Anteile. Der unlösliche (hydrophobe) Block verhindert den Kontakt mit dem Lösungsmittel, in dem er Überstrukturen ausbildet. Je nach Zusammensetzung bilden sich sphärische oder zylindrischen Mizellen bzw. Vesikel („Polymersomen“) aus vielen Polymerketten. Diese werden durch eine Korona aus den hydrophilen Ketten in Lösung gehalten. Wichtige Bespiele sind Polystyrol-block-Polyacrylsäure und Polyethylenoxid-block-Polypropylenoxid-block-Polyethylenoxid.
Ihre Strukturen sind analog zu Seifenmizellen oder Liposomen, die aus amphiphilen, niedermolekularen Substanzen (Seifen, Detergenzien) bestehen. Analog können sie auch unpolare Substanzen wie Öl einlagern.