聚酰亚胺可以通过多种途径合成，如聚酰胺酸、聚酰胺酯、聚酰胺酸盐、聚异酰亚胺等都可以作为聚酰亚胺的前体，他们在有机溶剂中有较大的溶解度。聚酰亚胺的合成方法有很多，当前用二酐与二胺的缩聚反应制备比较常见，这种聚合反应还分为溶液缩聚法(一步法和两步法)和化学气相沉积法。一步法是将二酐和二胺两种单体混合加入脱水剂并在高沸点的活性溶剂中直接生成聚酰亚胺膜；两步法是二酐和二胺单体在极性溶剂中进行低温缩聚反应，获得聚酰胺酸溶液，然后把聚酰胺酸溶液均匀涂抹在衬底表面，*后高温热脱水成环转变为聚酰亚胺薄膜。化学气相沉积法是通过对二酐和二胺单体进行加热，使得单体以蒸气的形式在衬底表面聚合成膜。
现代科学技术的飞速发展对材料的种类和性能提出了更高的要求，通过材料的杂化可以满足某些特殊性能的需求。杂化材料的特点是综合了各种组分的优势，并起到多功能的作用。对聚酰亚胺适当杂化不仅可以保留其优异性能，还能具有一些崭新的特性，以适应现代工业发展对聚酰亚胺性能的更高要求。聚酰亚胺杂化的方法有很多，主要分两大类：改变其分子结构与其他材料共混改性。如主链上引入特征结构单元共聚改性，引入功能性侧基改性等结构改性， 目前更多的是通过聚酰亚胺共混物及合金来改善整体性能。无机纳米粒子具有特殊的尺寸结构、来源广泛、种类繁多，将其用于杂化聚酰亚胺也得到了深度研究。
