Odpowiedzialne za ten stan rzeczy jest budowa makrocząsteczkowa polimerów, która determinuje zachowanie się tworzyw podczas zmiany temperatury. Ważnym czynnikiem jest sztywność łańcucha i jego podatność do zmiany wzajemnego ułożenia sąsiadujących atomów. Uogólniając ważny jest rodzaj tworzywa zarówno z punktu widzenia budowy oraz struktury nadcząsteczkowej jaką mogą tworzyć.

Wcześniej wspominano o podziale na tworzywa amorficzne oraz częściowo-krystaliczne. Jest to jedne z ważniejszych podziałów tworzyw termoplastycznych determinujący ich zachowanie podczas zmian temperatury i to zarówno w zakresie użytkowania jak i przetwarzania.

Tworzywa amorficzne nazywane też bezpostaciowymi, niezależnie od temperatury w jakiej przebywają nie tworzą żadnej zaawansowanej struktury nadcząsteczkowej. Ich makrocząsteczki są skłębione i takimi pozostają zarówno w stanie stałym jak i po ogrzaniu powyżej temperatury, w której mogą wykonywać ruchy względem siebie. Dla tworzyw amorficznych najważniejszą z punktu widzenia właściwości termicznych jest temperatura zeszklenia T_g nazywana często z angielskiego temperaturą przejścia szklistego (ang. glass transition temperature). Jest to temperatura uważana za górna granicę użytkowania tworzyw amorficznych. Zbliżając się do tej temperatury wypraska może podlegać deformacjom. Przy dalszym zwiększaniu temperatury tworzywo robi się coraz bardziej elastyczne, maleje siła potrzebna do odkształcenia plastycznego aż tworzywo zaczyna samoistnie pod wpływem grawitacji płynąć. Powyżej temperatury zeszklenia wszystkie opisane zmiany mają charakter zmian bardzo płynnych przechodzących jedna w drugą.

Zupełnie inaczej zachowują się tworzywa częściowo-krystaliczne, które w określonych warunkach mogą podczas ochładzania ze stanu stopionego tworzyć wokół zarodka fazę krystaliczną. Podczas krystalizacji makrocząsteczki zbliżają się do siebie tworząc bardzo silnie oddziałujące ze sobą struktury krystaliczne. Pomiędzy obszarami krystalicznymi znajdują się pozostałości nieskrystalizowanych łańcuchów fazy amorficznej. Krystalizacja zachodzi w temperaturze krystalizacji T_k (odmiennie niż w przypadku metali zwykle jest to zakres temperatury) charakterystycznej dla danego tworzywa. Można ją przesunąć w stronę wyższych wartości poprzez dodatek specjalnych substancji pronukleujących, które przyspieszają proces nukleacji, czyli tworzenia zarodków, wokół których rozwija się faza krystaliczna. Jest to zabieg bardzo ważny przy szybkich procesach wtryskiwania wszędzie tam, gdzie zależy nam na krótkich czasach cyklu. Temperatura zeszklenia części tworzywa pozostającego w fazie amorficznej jest w przypadku tworzyw częściowo-krystalicznych mniej istotna. Większość sztywności przejmuje faza krystaliczna uformowanej wypraski. Aby ponownie przetworzyć tworzywo i doprowadzić je do stanu płynięcia konieczne jest podgrzanie go powyżej temperatury, w której faza krystaliczna zacznie się rozpadać, a makrocząsteczki odsuwać się od siebie i przechodzić do fazy amorficznej. Zakres tej przemiany nazywa się zakresem topnienia z charakterystyczną temperaturą topnienia T_m (z ang. Melting temperature).

Jak widać temperatura i jej zmiany pełnią kluczową funkcję w procesach przetwórstwa, ale i użytkowania termoplastycznych tworzyw sztucznych. Znajomość tych wartości nie jest konieczna tylko dla przetwórców, ale również albo przede wszystkim dla projektantów, którzy decydują o doborze tworzywa do danej aplikacji. Aby jednak prawidłowo wybrać tworzywo trzeba wiedzieć na etapie projektowania kształtu geometrycznego wypraski w jakich warunkach termicznych, ale i środowiskowych będzie pracowała wypraska. Powodem jest uwzględnienie możliwości jej degradacji termicznej czy chemicznej, ale i rozszerzalności cieplnej i zmian wymiarów spowodowanych zmianami temperatury czy wilgotności.