由于聚氨酯含有強極性氨基甲酸酯基團，調節配方中NCO/OH的比例，可以制得熱固性聚氨酯和熱塑性聚氨酯的不同產物。按其分子結構可分為線型和體型兩種。體型結構中由于交聯密度不同，可呈現硬質、軟質或介乎兩者之間的性能，具有高強度、高耐磨和耐溶劑等特點。
　　在高鐵防水施工中，通常使用以“聚脲材料”做成的涂層。它不僅具有優異的耐磨性、抗沖性、抗開裂、耐紫外線以及耐高低溫性能，而且在施工效率極高，一次施工即可達到設計厚度，還不受環境溫度、濕度影響，可在任意曲面、斜面及垂直面上快速噴涂成型，完全滿足了無碴軌道的苛刻要求，而生產聚脲材料的主要原料便是聚氨酯。
　　根據所用原料的不同，可有不同性質的產品，一般為聚酯型和聚醚型兩類。可用于制造塑料、橡膠、纖維、硬質和軟質泡沫塑料、膠粘劑和涂料等。聚氨酯材料可用在國民生活的各個領域，應用范圍非常廣。下面列舉出部分具有一定代表性的產品做簡要介紹。
　　聚氨酯泡沫材料。分為硬質聚氨酯泡沫、半硬質聚氨酯泡沫和軟質聚氨酯泡沫材料。硬質聚氨酯泡沫主要用于建筑隔熱材料、保溫材料（管道設施等的保溫隔熱）、生活用品（床、沙發等的墊材、冰箱，空調等的隔熱層和沖浪板等的芯材），以及運輸工具（汽車、飛機、鐵路車輛的坐墊、頂棚等材料）。
　　聚氨酯彈性體。聚氨酯彈性體具有很好的抗拉強度、抗撕裂強度、耐沖擊性、耐磨性、耐候性、耐水解性、耐油性等優點。主要用作涂覆材料（如軟管、墊圈、輪帶、輥筒、齒輪、管道等的保護）、絕緣體、鞋底以及實心輪胎等方面。
　　聚氨酯防水材料。聚氨酯防水材料的使用相當方便，可在現場混合、涂布后進行常溫濕氣固化，即可得到具有無接縫、橡膠彈性并具有良好性能的防水層。且損壞后易修復。一般用作鋪地材料、田徑場跑道材料、賽馬場、公園地面材料、隔熱窗框等。
　　聚氨酯涂料。聚氨酯涂料具有強的黏合性，涂膜具有優良的耐磨性、耐水性及耐藥品性等。主要用于家具涂料、建材涂料和工業印刷油墨等。
　　聚氨酯膠黏劑。可以通過調節異氰酸酯和多元醇的配比來實現對固化物性能的調節，使其達到對基材的高度黏合性、優良的耐水性、耐油性以及耐化學藥品性。聚氨酯膠黏劑主要用于包裝、建筑、木材、汽車、制鞋等行業。
　　生物醫用材料。聚氨酯具有優良的生物體相容性，因此逐漸被廣泛用作生物醫用材料。可用于人工心臟起搏器、人工血管、人工骨骼、人工食道、人工腎臟、人工透析膜等的制造。
　　20世紀30年代，德國Bayer實驗室用二異氰酸酯及多元醇聚氨基甲酸酯為原料，制得了硬質泡沫塑料等聚氨酯樣品。美國于1946年起開展了硬質聚氨酯泡沫塑料的研究，產品用于飛機夾心板材部件。1952年，Bayer公司報道了聚酯型軟質聚氯酯泡沫塑料中試研究成果；1952～1954年，又開發連續方法生產聚酯型軟質聚氨酯泡沫塑料技術，并開發了相應的生產設備；1961年，采用蒸氣壓較低的多異氰酸酯PAPI制備硬質聚氨酯泡沫塑料，提高了硬質制品的性能和減少了施工時的毒性，并應用于現場噴涂工藝，使硬質泡沫塑料的應用范圍進一步擴大。由于價格較低的聚醚多元醇在60年代的大量生產，以及一步法和連續法軟泡生產工藝及設備的開發，聚氨酯軟泡獲得應用。60年代中期，冷熟化半硬泡和自結皮模塑泡沫被開發，70年代在高活性聚醚多元醇的基礎上開發了冷熟化高回彈泡沫。70年代開發了聚氨酯軟泡的Maxfoam平頂發泡工藝、垂直發泡工藝，使塊狀聚氨酯軟泡的工藝趨于成熟。后來，隨著各種新型聚醚多元醇及勻泡劑的開發，還開發了各種模塑聚氨酯泡沫塑料。