国内纺织原料中，棉花与化纤占总量的90%左右，而化纤中涤纶又占80%左右。棉纱一般占纺织原料的60%，涤纶占30%-35%，理论上两者用量因价格变化而产生替代。因此，PTA与棉花的相互关系主要通过PTA下游的涤纶短纤与棉花的替代关系而实现，PTA与棉花的替代关系属于间接替代，尤其是在棉花紧缺且价格高企时，涤纶短纤对棉花的替代预期加强，从而PTA与棉花的相关性大大加强。PTA期货上市以来，PTA期货指数与棉花期货指数相关性平均为0.77，但2010年6月至今，其相关系数高达0.95，此间涤纶短纤与棉花现货价格的相关系数也约为0.95。虽然棉花与PTA的相关性较高，尤其是棉花价格高企时两者相关性更高，但棉花与PTA的比价并不固定。从棉花期货指数与PTA期货指数的比价来看，PTA上市以来，该比价的均值为2.03，整体表现为波浪式上升，其中经历了三段主升行情。
棉花与PTA比价的第一段主升行情发生在2007年下半年，比价从1.50附近缓慢攀升至2.00左右，两者相关系数为-0.67。在此期间，国内和国际经济运行稳定，由于受2006/2007年度和2007/2008年度供给影响，棉花价格走势相对平稳，造成两者比价上升且相关性为负的主要原因在于PTA供应大幅增加造成PTA期货下跌，而棉花及其他多数商品在2007年下半年均出现上涨。2006年和2007年两年总计新增PTA产能410万吨，比2005年增长59%。两年内如此大的新增产能以及每年700万吨左右的进口量对国内市场造成冲击，造成PTA阶段性供需失衡，PTA成本支撑作用受供应集中释放冲击，PTA期货与其他商品背离，出现下跌。该阶段的市场表现说明，棉花期货与PTA期货并非一定表现出正相关。
棉花与PTA比价的第二段主升行情发生在金融危机期间，比价由1.50附近急剧攀升至2.50以上，两者的相关系数约为0.97。棉花与PTA价格表现出极强的相关性主要原因在于金融危机导致大宗商品暴跌，几乎所有商品价格趋势均一致，同为纺织原料的棉花与PTA相关性更强。在此期间，PTA的跌幅较棉花的跌幅更大，造成两者比价急剧攀升在于金融危机对两者的影响不同。PTA的源头为原油，原油在金融危机期间从147美元/桶急剧下跌至35美元/桶，PTA随之出现暴跌；而棉花属于农产品，农产品的需求较工业品的需求来说更为刚性，因而棉花的跌幅较小。该阶段的走势说明，金融市场发生急剧变化时，棉花期货与PTA期货受到的影响不一致，金融危机期间，农产品表现抗跌而化工品暴跌，造成两者比价突破正常区间。棉花与PTA比价的第三段主升行情发生在2010年下半年，比价由2.25附近上涨至3.30左右，两者的相关系数为0.95。该阶段虽然两者的相关性比金融危机的相关性低，但从金融危机后各大宗商品价格恢复的情况来看，两者的相关性随着棉花价格的上涨而逐渐加强。因为棉花的上涨加强了市场对涤纶短纤替代棉花的预期，进而对PTA的消费预期增强。该阶段两者比价创下历史新高，完全进入一个新的运行区间，该阶段的上涨动力源于2009/2010年度棉花的巨大缺口，棉花的供给矛盾在2010年下半年集中爆发，引发行情报复性上涨，虽然同为纺织原料，但棉花的上涨速度与幅度远大于涤纶短纤和PTA的上涨速度和幅度。若投资者在该阶段仅仅根据以往的棉花与PTA比价关系进行"抛棉花买PTA"的套利操作，或将导致一定亏损，因为两者比价不断创下新高，至今也未回到2010年之前的区间范围内。
从历史上看，棉花与PTA没有固定的比价，整体呈现波浪式上升格局。棉花与PTA的比价经过每一阶段的上升之后，都会有一个回落修复的过程，但整个比价区间已上升到一个新的高度。由于棉花与PTA的比价并不确定，若根据固定比价关系进行棉花期货与PTA期货之间的套利操作，盈利空间难以确定，甚至存在亏损风险。这主要是因为两者的商品特性大于商品共性，棉花属于农产品，其产量受种植面积和天气的影响很大，且生产具有季节性；而PTA属于化工品，其产量受原料供应和开工率的影响较大，且生产具有连续性，产量的可变性较强。
通过棉花与PTA的比价分析可知，两者基本面的变化和经济周期的变化是造成棉花与PTA比价难以保持在固定区间内运行的主要原因。因此，进行棉花与PTA的套利操作时，不能只参照历史比价，更不能完全依赖历史比价，而应该多关注两者供应面的变化和所处的经济环境对棉花和PTA估值的影响。