Muovi on markkinoiden monipuolisin ja laajalti käytetty synteettinen materiaali. Ne ovat polymeerejä, toisin sanoen suuria molekyylejä (molekyylipaino ~ 10,000+), jotka koostuvat pitkistä toistuvista ketjuista pienempiä molekyylejä (molekyylipaino ~ 100), joita kutsutaan monomeereiksi. Muovien valmistuksessa käytetyt yleiset monomeerit, kuten vinyyliasetaatti, styreeni, butadieeni ja vinyylikloridi, uutetaan raakaöljystä tai maakaasusta. Monomeerit kuuluvat petrokemikaaleiksi kutsuttujen kemikaalien luokkaan.
Muovit valmistetaan polymerointiprosessilla, jossa tuhansia monomeerejä yhdistetään toisiinsa polymeeriketjun muodostamiseksi. Monomeerit koostuvat atomeista, kuten kloorista, typestä, hapesta, vedystä ja rikistä. Monomeerit saadaan helposti runsaista orgaanisista lähteistä, vaikka raakaöljyn hinnan noustessa nousee myös muovien hinta.
Muovia on kahta päätyyppiä; lämpökovettuvat muovit ja kestomuovit. Molemmat valmistetaan kaatamalla nestemäisiä monomeerejä muottiin, jossa ne polymeroidaan. Lämpökovettuvat muovit ovat valettuina pysyviä – ne eivät muodosta lämpöä. Kestomuovit sulavat kuumuudessa ja niitä voidaan uudistaa toistuvasti. Polymerointiprosessi lisää ainesosien molekyylipainoa, jolloin nestemäiset monomeerit muuttuvat kiinteiksi polymeereiksi. (Molekyylipainon nousu aiheuttaa aineelle faasimuutoksen.)
Valuprosessin aikana monomeerikeitto kuumenee ja tiivistyy monen ilmakehän paineessa. Tämä aiheuttaa polymeroitumista ja varmistaa, että muovi on kiinteää ja tasaista, eikä siinä ole sisäisiä ilmakuplia (suuri ongelma, joka oli kiertettävä muovin alkuvaiheessa). Tuloksena on valmis muovituote. Tunnettuja muoveja ovat Bakelite®, nailon, PVC, synteettinen kumi, akryyli, polyeteeni (Tupperware®), Formica® ja Teflon®. Muovien haittapuoli on niiden vaikutus ympäristöön. Niiden biohajoaminen kestää tuhansia (tai jopa miljoonia) vuosia. Viime vuosikymmeninä muovien kierrätystä on kannustettu, vaikka Yhdysvalloissa vain noin 5% muovista kierrätetään nykyään.