Les géopolymères sont la réciproque des polymères organiques. À la place de dérivés du pétrole et de la chaîne carbonée, on utilise de la matière minérale composée de silice et d’alumine.
Les géopolymères sont basés sur des alumino-silicates désignés sous le terme poly(sialate), qui est une abréviation de poly(silico-oxo-aluminate) ou (-Si-O-Al-O-)n (soit n le degré de polymérisation). La structure chimique de la Figure 1 montre un géopolymère poly(sialate-siloxo) résultant d'une géosynthèse de poly(silisique) acide (SiO2)n et de potassium alumino-silicate, en milieu alcalin (KOH, NaOH). Dans cette structure, le groupement sialate (Si-O-Al-O-) est un agent de réticulation.
On pense que le mécanisme de la synthèse géochimique se fait par l'intermédiaire d'oligomères (dimère, trimère) qui constituent les véritables groupements structuraux unitaires formant une structure macromoléculaire tridimensionnelle.