Polyvinyylialkoholin sulamispiste on 230 astetta ja lasittumislämpötila 75 - 85 astetta. Kun se kuumennetaan ilmassa yli 100 asteen lämpötilaan, se värjäytyy vähitellen ja muuttuu hauraaksi. Kuumennettaessa 160–170 asteeseen, se kuivuu ja eetteröityy, mikä johtaa liukoisuuden menetykseen; hajoaminen alkaa 200 asteessa. Yli 250 asteen lämpötiloissa se muuttuu polymeeriksi, joka sisältää konjugoituja kaksoissidoksia.
Polyvinyylialkoholi on vesiliukoinen polymeeri, jota ei syntetisoida suoraan monomeerien polymeroinnin kautta, vaan se saadaan polyvinyyliasetaatin hydrolyysin kautta. Se esiintyy valkoisena, hajuttomana kiinteänä aineena hiutaleiden, hiutaleiden tai jauheen muodossa. Polyvinyylialkoholin fysikaalisiin ominaisuuksiin vaikuttavat sen kemiallinen rakenne, alkoholyysiaste ja polymeroitumisaste. Polyvinyylialkoholimolekyylissä on kaksi erillistä kemiallista rakennetta-, nimittäin 1,3-etyleeniglykolirakenne ja 1,2-etyleeniglykolirakenne-, vaikka vallitseva muoto on 1,3-etyleeniglykolirakenne, joka tunnetaan myös nimellä "head-to-tacil" -rakenne.
