聚氨酯由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯橡胶（UR）是由聚酯（或聚醚）与二异氰酸脂类化合物聚合而成的。它的化学结构比一般的弹性聚合物复杂，除反复出现的氨基甲酸酯基团外，分子链中往往还含有酯基、醚基、芳香基等基团。聚氨酯橡胶分子的主链由柔性链段和刚性链段镶嵌组成；柔性链段又称软链段，由低聚物多元醇（如聚酯、聚醚、聚丁二烯等）构成；刚性链段又称硬链段，是由二异氰酸酯（如TDI、MDI等）与小分子的扩链剂（如二元胺和二元醇等）的反应产物构成的。软链段所占比例比硬链段的多。软、硬链段的极性的强弱不同，硬链段极性较强，容易聚集在一起，形成许多的微区分部于软链段相中，称为微相分离结构，物理机械性能与微相分离程度有很大关系。