Nafion树脂的全氟碳骨架保证了树脂具有类似聚四氟乙烯的良好的热稳定性和化学稳定性，最高操作温度可达180-190度，已经广泛应用于各种有机反应。全氟磺酸是一种离聚物，形成一种有序的三相微观结构，其氟碳主链形成憎水的主体，磺酸基团成为亲水的例子族，介于这两相之间是界面区。含水的离子族分散在树脂的基体中，离子族之间以通道相连，离子和水分子可以通过离子族之间的通道进行传递。

用于制造全氟磺酸型质子交换膜的原料是全氟磺酸树脂，由四氟乙烯TFE与全氟磺酰烯醚单体PSVE共聚而成。

全氟磺酸树脂nafion-H由杜邦公司首先开发，它具有-CF2-CF2-SO3H的结构，使nafion体现出非常强的酸性，酸度达到H0=-12，与100%的硫酸相似。它的化学稳定性和热稳定性也是其他树脂难以比拟的。Nafion-H全氟磺酸树脂时现在已知的最强的固体超强酸，由于其分子中引入电负性最大的氟原子，产生强大的场效应和诱导效应，酸性剧增。