Metody syntézy TPU lze rozdělit do dvou kategorií na základě přítomnosti nebo nepřítomnosti rozpouštědel: bezrozpouštědlová objemová polymerace a rozpouštědlová polymerace v roztoku. Objemovou polymeraci lze dále rozdělit podle reakčních kroků na jednostupňové a prepolymerní způsoby. Jednokroková metoda zahrnuje současné míchání oligomerních diolů, diisokyanátů a prodlužovačů řetězce za vzniku. Jednostupňový proces je jednoduchý a snadno ovladatelný, ale jeho reakční teplo se obtížně odstraňuje a jsou náchylné k vedlejším reakcím. Termoplastický polyuretanový elastomer na bázi polyesteru byl syntetizován pomocí jednokrokové metody. Nejprve bylo v reaktoru zváženo množství polyesterpolyolu a prodlužovače řetězce, butandiolu, a zahřáto na 120 stupňů pro vakuovou dehydrataci. Rychle přidejte předehřáté a rychle rovnoměrně promíchejte, nalijte do předehřáté nádoby, vakuově pečte při 120 stupních a poté ochlaďte na 100 stupňů, abyste získali světle žlutý průsvitný polyuretanový produkt. Poté jej na plochém lisu vylisujte na zkušební kusy a připravený TPU má vysoké mechanické a tlumící vlastnosti.
Prepolymerní metoda zahrnuje reakci oligomerních diolů a diisokyanátů s následnou syntézou se suchým prodlužovačem řetězce za malého množství katalytických podmínek. Proces výroby prepolymeru je složitý, spotřebovává vysokou energii a viskozita vyrobeného prepolymeru je vysoká, což zvyšuje obtížnost procesu. Prepolymer má však méně vedlejších reakcí a výsledný produkt funguje lépe než jednostupňová metoda.
Podle kontinuity reakčního procesu jej lze rozdělit na intermitentní způsob a kontinuální způsob. Mezi běžně používaná výrobní zařízení pro přerušovanou metodu patří automatizovaná licí zařízení, vytvrzovací pece, drtící kladiva, extrudery apod., které mají nízkou efektivitu výroby, nerovnoměrnou kvalitu výrobků a nejsou vhodné pro velkosériovou výrobu. Proto byly kontinuální výrobní procesy a zařízení studovány doma i v zahraničí. Zařízení pro kontinuální metodu je výrobní linka pro reakční vytlačování, která zahrnuje zejména nádrže na skladování surovin, licí stroje, paralelní dvoušnekové extrudéry, podvodní granulátory, separační a sušící zařízení a balicí zařízení. Metoda kontinuální reakční extruze se dvěma šneky je v současné době hlavním výrobním procesem s vysokou efektivitou výroby a stabilní kvalitou produktu, vhodná pro výrobu ve velkém měřítku. Může být použit pro nátěry, elastomery a lepidla.