通過取代試劑的選擇和工藝設計，使產品能溶于水、稀堿溶液或有機溶劑，或具有熱塑性等性能，用來制造化學纖維、薄膜、片基、塑料、絕緣材料、涂層、漿料、聚合分散劑、食品添加劑和日用化工產品。纖維素衍生物的性質與取代基的性質、葡萄糖基上三個羥基被取代的程度DS以及取代基沿大分子鏈的分布狀態有關。由于反應的無規性，除了三個羥基都被取代（DS為 3）時可得均勻取代的產品外，在其他情況下（均相反應或異相反應），都得到以下三種取代位置不同和未取代的葡萄糖基的混合產品:①單取代物（DS為1，C、C或C位置被取代, 結構式見纖維素）；②二取代物（DS為2,C、C，C、C或C、C位置被取代）；③全取代物（DS為3）。因此,具有相同取代值的同一種纖維素衍生物的性質也可能大不相同。例如，直接酯化到DS為2的纖維素二乙酸酯不溶于丙酮,但經完全酯化的纖維素三乙酸酯皂化所得的纖維素二乙酸酯能完全溶于丙酮中。這種取代的非均一性與纖維素酯、醚化反應的基本規律有關。
纖維素酯化、醚化反應的基本規律
在纖維素分子中,三個羥基在葡萄糖基中所處的位置不同,受鄰近取代基的影響和空間阻礙作用也各不相同。三個羥基的相對酸性和離解的程度為:C>C>C在堿性介質中進行醚化反應時，C羥基首先反應，然后是C羥基, 最后才是C伯羥基。在酸性介質中進行酯化反應時，各羥基反應的難易與醚化反應的順序相反。與體積較大的取代試劑反應時，空間阻礙作用有重要影響，空間阻礙作用較小的C羥基比C、C羥基容易反應。