木質素是由3種苯丙烷單元通過醚鍵和碳碳鍵相互連接形成的具有三維網狀結構的生物高分子，含有豐富的芳環結構、脂肪族和芳香族羥基以及醌基等活性基團。
木質素是由苯丙烷單元通過碳-碳鍵和醚鍵連接而成的無定形聚合物，是植物界中儲量僅次于纖維素的第二大生物質資源。作為典型的生物質材料，木質素是芳香族化合物中少有的可再生資源之一。木質素作為植物界繼纖維素之后第二大資源的生物質材料，全球每年產量約5000萬噸，其中源自農業殘留物的木質素約占10%～20%，源自森林生物質材料的木質素約占20%～30%，來源甚廣且產量巨大。木質素具有非晶態無序結構，苯丙烷是其基本的結構單元，其源自3種芳香醇前體，分別是β-香豆醇、松柏醇和芥子醇，分別對應3類木質素，即對羥苯基木質素、紫丁香基木質素和愈創木基木質素。
木質素主要位于纖維素纖維之間， 起抗壓作用。在木本植物中，木質素占25%，是世界上第二位最豐富的有機物（纖維素是第一位）。由于自然界中木質素與纖維素、半纖維素等往往相互連接，形成木質素-碳水化合物復合體（Lignin-Carbohydrate Complex），故目前沒有辦法分離得到結構完全不受破壞的原本木質素。