聚酰亞胺分類方法很多，按化學組成可分為脂肪族聚酰亞胺和芳香族聚酰亞胺。由于脂肪族聚酰亞胺的實用性很差，所以我們一般所說的聚酰亞胺是指芳香族聚酰亞胺。按可再加工特性可把其分為熱塑性聚酰亞胺和熱固性(縮合型)聚酰亞胺。

按所用有機芳香族四酸二酐單體結構的不同，熱塑性聚酰亞胺又可分為均苯酐型、醚酐型、酮酐型和氟酐型聚酰亞胺等。這類聚合物在-200—260℃范圍內都具有優異的機械性能、介電和絕緣性能以及耐輻射性能，并且具有優異的耐熱性和抗熱氧化性能。

均苯酐型聚酰亞胺：它是最早實現商業化的由均苯四甲酸二酐和有機芳香族二胺反應，然后經亞胺化處理生成的不溶不熔的聚酰亞胺。該類聚酰亞胺不僅具有很高的耐熱性，還是極強的高性能絕緣材料，同時具有較高的抗高能輻射性、電絕緣性、介電性能以及耐磨性。并且只有達到500℃以上該材料才會開始分解，在低于500℃的情況下只會損失極少的重量。

聯苯酐型聚酰亞胺：是聯苯二酐和與有機芳香族二胺反應，然后經亞胺化處理生成的聚酰亞胺。該類聚酰亞胺具有高強度、低介電常數、低熱脹系數，是電子薄膜和高性能纖維的基體樹脂。

含氟聚酰亞胺：是由六氟酐(6FDA)和有機芳香二胺，或者由含氟二胺與有機芳香二酐反應而得。該類聚酰亞胺具有較高的耐熱性能、抗熱氧化穩定性和高透明性能。然而在現階段該材料并沒有得到廣泛的應用，也不適合進行大規模應用，因為該材料的單體成本偏高。