TPU可按不同标准进行分类。
按软段结构可分为聚酯型、聚醚型和丁回二烯型，它们分别答含有酯基、醚基或丁烯基；按硬段结构分为氨酯型和氨酯脲型，它们分别由二醇扩链剂或二胺扩链剂获得。
按有无交联可分为纯热塑性和半热塑性。前者是纯线性结构，无交联键入；后者是含有少量脲基甲酸酯等交联键。
按合成工艺分为本体聚合和溶液聚合。在本体聚合中，又可按有无预反应分为预聚法和一步法：预聚法是将二异氰酸酯与大分子二醇先行反应一定时间，再加入扩链生产TPU：一步法是将大分子二醇、二异酸酯和扩链剂同时混合反应成TPU。溶液聚合是将二异氰酸酯先溶于溶剂中，再加入大分子二醇令其反应一定时间，最后加入扩链剂生成TPU。 按加工工艺分为熔融加工和溶液加工。
按制成品用途可分为异型件（各种机械零件）、管材（护套、棒型材）和薄膜（薄片、薄板），以及胶粘剂、涂料和纤维等。
