재료를 길게 늘이는 것을 말한다. 한 방향으로 연신하는 것을 일축 연신, 2방향을 2축 연신, 다방향을 다축 연신이라고 한다. 고분자 재료에서 섬유는 가늘고 길기 때문에 섬유축에 수직방향으로 절단되기 쉽다. 거기에서 분자 사슬축 방향의 강력한 공유결합을 최대한 이용하기 위해 일축 연신에 의해서 분자 사슬을 섬유 방향으로 배향시킨다. 대부분의 섬유는 방사에 의해서 섬유상(필라멘트)으로 하지만 방사 공정에서는 분자를 충분히 배향시키지 않기 때문에 방사 후에 연신 공정을 필요로 한다. 고분자의 연신 구조의 상세는 극히 복잡하다. 기구를 대별해 보면, 먼저 비결정사슬의 긴장이 일어나 미결정감 및 미결정재(결정의 파괴를 동반)의 미끄럼, 미결정의 회전(부분적) 언폴딩(unfolding, 작게 접혀 있던 분자가 풀려 펴지는 것) 등이 잇달아 일어날 수 있다. 고분자의 유리전이온도 이하의 냉연신(저온연신)에서는 비정성 고분자의 연신에 의한 연신은 균일하지 않고, 소위 네킹(necking, 국부수축) 현상을 보인다. 즉, 연신 부분과 모든 미연신에 가까운 부분이 있고, 그 경계가 거시적으로도 확실해서 잘록해진 것이 보인다. 결정성 고분자에서는 유리 전이 온도 이상에서도 네킹이 일어난다.