Термосто́йкие полиме́ры, органические синтетические полимеры, изделия из которых выдерживают длительную эксплуатацию в воздушной среде при температурах, превышающих границы термической стабильности обычных полимеров. Обычно термостойкими считают полимеры, физические и эксплуатационные свойства которых начинают заметно меняться лишь при температурах выше 250–300 °С. В одних случаях эта верхняя граница температур может определяться началом деструкции полимера (термостойкостью), в других – ухудшением физико-механических свойств (теплостойкостью). Один из основных путей повышения термической устойчивости макромолекул – включение в них циклических и ароматических, прежде всего бензольных, фрагментов, не разлагающихся при нагревании до более высоких температур, чем алифатические или алициклические.

К числу термостойких полимеров относятся некоторые карбоцепные полимеры (фторопласты, полифенилены, поли-п-ксилилены), гетероцепные и гетероциклические ароматические полимеры (полигетероарилены), многие представители полиарилатов, ароматических полиамидов, полиимидов, полибензимидазолов, полибензоксазолов, поли(ароилен-бис-бензимидазолов) и некоторые элементоорганические полимеры. Особую группу термостойких полимеров составляют полимеры со сравнительно невысокой собственной термостойкостью, образующие при нагревании вторичные полимерные структуры, что обеспечивает эксплуатацию изделий на их основе при повышенных температурах (полимеры с карборановыми фрагментами).

Получение значительного числа термостойких полимеров стало возможным благодаря разработке новых методов и способов синтеза полимеров, например полициклоконденсации, полициклотримеризации, низкотемпературной поликонденсации и др. Термостойкие полимеры получают указанными способами из термически стойких мономеров, а также термически нестабильных полимеров, например внутримолекулярной циклизацией линейных полимеров или их сшиванием. Последнюю стадию часто, особенно в случае получения неплавких и нерастворимых термостойких полимеров, проводят непосредственно в тех или иных материалах или изделиях.

Термостойкие полимеры и композиции их с другими материалами используют в машиностроении, электронике и электротехнике в виде плёнок, пластмасс, лакокрасочных материалов, волокон, клеёв и других материалов.