Il TPU ha eccellenti proprietà fisiche e meccaniche come elevata resistenza alla trazione e allungamento. Il rapporto tra sezione morbida e rigida della TPU può essere regolato in una vasta gamma, quindi la gamma di durezza della TPU è piuttosto ampia, dalla durezza Shore 60A-80D, ed ha un'elevata elasticità nell'intera gamma di durezza; la durezza è diversa e anche la sua resistenza alla trazione non è la stessa, da 20 MPa a 70 MPa.
La resistenza all'usura del TPU è eccezionale, quindi il TPU viene spesso utilizzato per realizzare suole e giubbotti di cavi. Il TPU ha una buona resistenza allo strappo e un basso livello di compressione a lungo termine è anche un vantaggio significativo del TPU. Il TPU è essenzialmente diverso dalle proprietà termomeccaniche dei poliuretani chimicamente reticolati. Quando il TPU viene sollecitato, si verifica l'orientamento, causando la rottura del legame idrogeno originario e la formazione di nuovi legami idrogeno. Per questo motivo, TPU presenta elevata resistenza alla trazione, resistenza allo strappo, allungamento e deformazione permanente. TPU non contiene alcun plastificante e può essere laminato con altri materiali come ABS e policarbonato. Molte TPU commerciali sono di tipo poliestere e TPU in poliestere è superiore al TPU polietere in resistenza all'abrasione, resistenza allo strappo e alla trazione e allo strappo. Il TPU di tipo polietere estere sintetizzato con un metodo speciale ha prestazioni superiori e ha le proprietà di tipo polietere e poliuretano termoplastico di tipo poliestere e può essere utilizzato per la produzione di manichette antincendio, guaine per cavi e pellicole.
