Als Substanz- oder Massenpolymerisation (engl. bulk polymerization) wird die Polymerisation eines Monomers ohne ein zusätzliches Lösungs-, Dispergier- oder Verdünnungsmittel, gegebenenfalls aber unter Zusatz eines Initiators, verstanden. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass das Polymer in reiner Form anfällt und keine Fremdstoffe enthält. Aus ökonomischen und ökologischen Aspekten ist die Substanzpolymerisation ebenfalls von Vorteil, da eine Rückgewinnung und Aufreinigung des Lösungsmittels oder Abwasseraufbereitungen entfallen können. Im Allgemeinen sind dadurch hohe Reaktionsgeschwindigkeiten und hohe Molmassen der Polymere zugänglich. Nachteile liegen hingegen in erheblichen Schwierigkeiten bei der verfahrenstechnischen Durchführung dieser Polymerisationen wie der Abfuhr der bei der Polymerisation entstehenden Reaktionswärme und die Handhabung viskoser Polymerschmelzen. Neben dem Trommsdorff-Effekt treten bei höheren Umsätzen vermehrt Nebenreaktionen wie Kettenübertragungen, also der Übertrag einer Polymerkette auf eine andere, auf, die zur Beeinflussung der Produkteigenschaften und eventuell zur Verminderung der gewünschten Qualität führen können.