聚氨酯化學結構的特征是其大分子主鏈中含有重復的氨基甲酸酯鏈段。

聚氨酯大分子主鏈是由玻璃化溫度低于室溫的柔性鏈段（亦稱軟鏈段或軟段）和玻璃化溫度高于室溫的剛性鏈段（亦稱硬鏈段或硬段）嵌段而成。低聚物多元醇（如聚醚、聚酯等）構成軟鏈段，異氰酸酯和小分子擴鏈劑（如二醇和二胺）構成硬鏈段。在聚氨酯彈性體分子結構中，軟鏈段占的比例比較大，為50%~90%，硬鏈段占10%~50%。由于硬鏈段的極性強，相互引力大，硬鏈段和軟鏈段在熱力學上具有自發(fā)分離的傾向，即不相容性。所以硬鏈段容易聚集在一起，形成許多微區(qū)（do-main，分布于軟段相中。這種現(xiàn)象叫微相分離。微相分離是聚氨酯彈性體物理結構的特征。聚氨酯彈性體的物性不僅與化學結構有關，而且與微相分離的程度有關。這一點在分析聚氨酯彈性體物性與結構的關系時必須考慮，在生產實踐中應予以重視。