Metody syntezy TPU można podzielić na dwie kategorie w zależności od obecności lub braku rozpuszczalników: polimeryzacja w masie bez rozpuszczalników i polimeryzacja w roztworze na bazie rozpuszczalników. Polimeryzację w masie można dalej podzielić na metody jednoetapowe i prepolimerowe, w zależności od etapów reakcji. Metoda jednoetapowa polega na jednoczesnym mieszaniu oligomerodioli, diizocyjanianów i przedłużaczy łańcucha w celu utworzenia. Proces jednoetapowy jest prosty i łatwy w obsłudze, ale ciepło reakcji jest trudne do wyeliminowania i często występują reakcje uboczne. Termoplastyczny elastomer poliuretanowy na bazie poliestru zsyntetyzowano metodą jednoetapową. Najpierw odważono w reaktorze odpowiednią ilość poliestropoliolu i przedłużacza łańcucha, butanodiolu, i ogrzano do 120 stopni w celu odwodnienia próżniowego. Szybko dodać podgrzane i szybko równomiernie wymieszać, wlać do podgrzanego pojemnika, piec próżniowo w temperaturze 120 stopni, a następnie ostudzić do 100 stopni, aby uzyskać jasnożółty półprzezroczysty produkt poliuretanowy. Następnie wciśnij go w próbki na prasie płaskiej, a przygotowany TPU będzie miał wysokie właściwości mechaniczne i tłumiące.
Metoda prepolimerowa obejmuje reakcję oligomerodioli i diizocyjanianów, a następnie syntezę z użyciem suchego przedłużacza łańcucha w niewielkiej ilości warunków katalitycznych. Proces wytwarzania metodą prepolimeru jest złożony, energochłonny, a lepkość wytworzonego prepolimeru jest duża, co zwiększa trudność prowadzenia procesu. Jednakże prepolimer ma mniej reakcji ubocznych, a powstały produkt działa lepiej niż metoda jednoetapowa.
Ze względu na ciągłość procesu reakcji można go podzielić na metodę przerywaną i metodę ciągłą. Powszechnie stosowane urządzenia produkcyjne do metody przerywanej obejmują zautomatyzowane urządzenia do zalewania, piece do utwardzania, młoty kruszące, wytłaczarki itp., które mają niską wydajność produkcji, nierówną jakość produktu i nie nadają się do produkcji na dużą skalę. Dlatego też ciągłe procesy produkcyjne i sprzęt były badane zarówno w kraju, jak i za granicą. Sprzęt do metody ciągłej to linia produkcyjna do wytłaczania reakcyjnego, która obejmuje głównie zbiorniki do przechowywania surowców, maszyny do nalewania, równoległe wytłaczarki dwuślimakowe, granulatory podwodne, urządzenia do oddzielania i suszenia oraz urządzenia do pakowania. Metoda wytłaczania dwuślimakowego z ciągłą reakcją jest obecnie głównym procesem produkcyjnym, charakteryzującym się wysoką wydajnością produkcji i stabilną jakością produktu, odpowiednim do produkcji na dużą skalę. Można go stosować do powłok, elastomerów i klejów.