TPU má vynikající fyzikální a mechanické vlastnosti, jako je vysoká pevnost v tahu a prodloužení. Poměr měkké a tvrdé části TPU lze nastavit v širokém rozmezí, takže rozsah tvrdosti TPU je poměrně široký od tvrdosti Shore 60A-80D a má vysokou elasticitu v celém rozsahu tvrdosti; tvrdost je odlišná a její pevnost v tahu je také ne stejná, od 20MPa do 70MPa.
Odolnost proti opotřebení TPU je vynikající, takže TPU se často používá k vytváření podešví a kabelových plášťů. TPU má dobrou odolnost proti roztržení a nízká dlouhodobá komprese je také významnou výhodou TPU. TPU se podstatně liší od termomechanických vlastností chemicky zesítěných polyurethanů. Když je TPU namáhána, dochází k orientaci, čímž se původní vodíková vazba rozbije a vytvoří nové vodíkové vazby. Z tohoto důvodu vykazuje TPU vysokou pevnost v tahu, pevnost v tahu, prodloužení a trvalou deformaci. TPU neobsahuje žádné změkčovadlo a může být laminováno jinými materiály jako ABS a polykarbonát. Mnoho komerčních TPU je polyesterového typu a polyesterové TPU je lepší než polyether TPU v odolnosti proti oděru, odolnosti proti roztržení a pevnosti v tahu a trhání. Polyuretherový typ TPU syntetizovaný speciální metodou má vynikající vlastnosti a má vlastnosti polyetherového typu a polyesterového typu termoplastického polyurethanu a může být použit pro výrobu požárních hadic, kabelových plášťů a fólií.
