Las fibras de celulosa, derivados y composiciones regeneradas se han aplicado tradicionalmente en muchos materiales para productos estructurales, decorativos y desechables. La estructura–propiedad–rendimiento de la celulosa comienza con la unión covalente de glucosa, y las propiedades se extienden a los ensamblajes supramoleculares. La estereoquímica dependiente de quiralidad distingue a la celulosa de los polímeros sintéticos. Se describe la estructura de la fibra de celulosa, la separación y la purificación de materiales vegetales. Se revisan las propiedades dependientes del procesamiento, el rendimiento mejorado, el modelado en fibras, láminas o nanofibras regeneradas y cristales. La química de la celulosa se extiende a la cristalinidad, el polimorfismo, la solubilidad y las características ambientales dependientes. La celulosa, como con todos los biopolímeros, exhibe características típicas de polímeros esperadas de la teoría; sin embargo, su complejidad estructural única le da a la celulosa un conjunto de propiedades adicionales. Para el procesamiento se adoptan disolventes fuertemente unidos por hidrógeno, incluidos líquidos iónicos. Las nuevas tecnologías de celulosa aportan materiales de valor añadido derivados de árboles y cultivos, con énfasis en las celulosas nanoestructuradas.