熔融聚合（melt polymerization）又称熔融缩聚（英文名称melt condensation polymerization）。一种单体的聚合方式，常用的聚合方法。是指在聚合反应过程中原料单体和生成的聚合物均处于熔融状态下。其特点是，熔融聚合是放热反应，聚合产物的分子量和产量逐步增长，到达聚合反应终点的时间需要很长，为避免物料经受长时间高温氧化，整个聚合反应过程都需要在减压和氮气保护下进行。为加快缩聚反应速度，需要逐步提高真空度，将小分子副产物脱除净，使反应平衡向聚合产物方向进行。当聚合反应结束，需要将产物在熔融状态下从聚合反应器底部流出，经造粒或稀释成产品。如聚酯、聚酰胺、不饱和聚酯等生产都是采用熔融聚合的方法。
熔融聚合不用溶剂，因此反应物浓度高，引入杂质机会少，产品质量能保证；反应设备溶积效率高，生产能力大。聚合反应是在单体和聚合物的熔融温度以上进行，聚合反应完成后的产品仍处于熔融状态。因此聚合物熔体可以直接纺丝、成膜或铸带切粒，减少了能耗、缩短了加工工艺过程，提高了生产效率。
在合成高分子量的线型聚合物时，由于聚合反应是聚合物单体官能团之间的缩合，因此对缩聚反应官能团间的配比和反应程度要求严格，对单体的纯度要求特别高，要保证官能团之间的配比为等当量比。如果其中一种官能团过量百分之一摩尔,产物的聚合度就不能达到100以上。此外，反应程度（官能团转化的百分数）也必须高，否则聚合度也不会高。聚合系统需要复杂的逐级升高的真空系统；温度控制要求严格，流体粘度大流动困难。在较高的反应温度下长时间加热需要防止发生氧化、脱氨、脱羧等副反应，导致官能团的损失;而且还会产生聚合物的裂解或交联,生成难熔和不溶的产物。
熔融聚合技术已成功应用于工业实践，例如对苯二甲酸乙二醇酯的熔融聚合（PET聚酯），对苯二甲酸丁二醇酯的熔融聚合（PBT聚酯），己内酰胺的熔融聚合（尼龙6，锦纶）等都投入工业生，单套熔融聚合装置的能力达到数万吨/年以上。由于采用的熔融聚合反应器专利技术有别，开发出诸如lurgi Zimmer 圆盘式反应器;Hitachi串联四台反应器:ESPREE塔式反应器等技术。
单体和
聚合物均处于熔融状态下的
聚合过程。由于不加其他介质，故可归属
本体聚合范畴，但熔融聚合一般用于缩聚物生产，如
聚酯、酯交换法
聚碳酸酯、以及
聚酰胺的后阶段聚合等。熔融聚合适宜于在室温下是固体、熔融后才发生
聚合反应的单体。熔融聚合的特点之一,是缩聚反应的聚合热一般较低，传热问题不突出,活化能中等或较高，在较高温度下反应可加快速度；缩聚物熔点较高，反应中又有低分子副产物生成，在熔融状态下聚合有利于低分子物排出，提高缩聚物的分子量等。但熔融聚合的温度一般稍高于聚合物的熔点，故应采用逐步升温的办法，以防单体在聚合过程中挥发或分解。熔融聚合的另一特点是，聚合初期，聚合物分子量较低，体系粘度不高，搅拌、混合、传热、传质（低分子副产物排出）等并不困难；聚合后期，熔体粘度可高达几百帕·秒，传递非常困难。为解决这一问题，工业上对不同的单体采用不同的操作方法。例如，聚酯化反应为逐步可逆平衡反应，故涤纶生产系在真空度要求不同的两台釜中熔融聚合,聚合前期在270℃、2～3kPa下进行,最后在280～285℃、13～130Pa的高真空度下操作,以提高分子量。聚酰胺化反应，平衡常数较大，故尼龙66生产的前期为水溶液加压聚合，以防止单体挥发和分解；后期在管式反应器中熔融聚合，在约3kPa的压力下缩聚。