聚氨酯橡膠（UR）是由聚酯（或聚醚）與二異氰酸脂類化合物聚合而成的。聚氨酯橡膠的化學結構比一般的彈性聚合物復雜，除反復出現的氨基甲酸酯基團外，分子鏈中往往還含有酯基、醚基、芳香基等基團。聚氨酯橡膠分子的主鏈由柔性鏈段和剛性鏈段鑲嵌組成；柔性鏈段又稱軟鏈段，由低聚物多元醇（如聚酯、聚醚、聚丁二烯等）構成；剛性鏈段又稱硬鏈段，是由二異氰酸酯（如TDI、MDI等）與小分子的擴鏈劑（如二元胺和二元醇等）的反應產物構成的。由于聚氨酯橡膠的分子主鏈之間由于存在由氫鍵的作用力，因而具有高強以及高彈性的特性：具有硬度高、強度好、高彈性、高耐磨性、耐撕裂、耐老化、耐臭氧、耐輻射及良好的導電性等優點，是一般的橡膠所不能比的。