Молекулните вериги на TPU образуват линейна блокова структура, състояща се от меки сегменти-олигомерни полиоли (с молекулно тегло 1000–6000)-и твърди сегменти, съставени от диизоцианати и удължители на веригата. Меките сегменти съставляват 60% до 95% от състава, за да осигурят еластичност, докато твърдите сегменти образуват физически кръстосани -точки на свързване чрез водородни връзки.
Полиестер-TPU използва суровини като полиетилен адипат (PEA-2000), докато полиетер-TPU използва политетрахидрофуран етер гликол (PTMG). Разликата в степента на разделяне на фазите между тези две системи води до това, че базираният на полиестер -тип показва якост на опън, която е с 30% до 50% по-висока от тази на базирания на полиетер тип.