以熔融纺丝制备、经不同倍数热牵伸与热定型的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维为研究对象，探究热定型工艺对PBS纤维凝聚态结构与性能的构效关系。采用二维广角X射线衍射(2D-WAXD)和小角X射线散射(2D-SAXS)技术系统分析纤维的晶体取向、片层结晶等凝聚态结构，确定最优热定型温度区间，揭示热定型工艺形成的取向与片晶结构对纤维力学性能、热性能及应力松弛行为的影响。结果表明：PBS纤维热定型的张力作用可在热牵伸基础上进一步诱导PBS分子链沿纤维轴向取向，促进PBS牵伸纤维的二次诱导结晶并细化其晶粒尺寸。张力诱导过程主要通过(020)和(110)晶面中分子链的二次取向与结晶实现；张力的诱导作用通过增大片晶和非晶层的厚度，实现纤维长周期的增加并增大片层晶体直径，提高纤维结晶度和晶体完善程度。热定型后PBS纤维的结晶度提高7.7%,断裂强度提高14.1%。此外，热定型抑制了应力松弛现象，同一伸长率下PBS纤维的应力松弛率是PET纤维的2/9。