Молекуларни ланци ТПУ-а формирају линеарну блок структуру која се састоји од меких сегмената-олигомерних полиола (са молекулском тежином од 1.000–6.000)-и тврдих сегмената састављених од диизоцијаната и продужавача ланца. Мекани сегменти чине 60% до 95% композиције како би се обезбедила еластичност, док тврди сегменти формирају тачке физичког унакрсног-везивања путем водоничне везе.
ТПУ на бази полиестера- користи сировине као што је полиетилен адипат (ПЕА-2000), док ТПУ на бази полиетра- користи политетрахидрофуран етар гликол (ПТМГ). Разлика у степену раздвајања фаза између ова два система доводи до тога да тип на бази полиестера- показује затезну чврстоћу која је 30% до 50% већа од оне на бази полиетра.