聚氨脂是指聚合物主链中含有重复单元结构—氨基甲酸酯基团—NHCOO—的高分子化合物的总称。聚氨脂一般由多异氰酸酯和多元醇反应合成，是目前工业上聚氨脂合成的主要方法。在学术领域，非异氰酸酯聚氨脂也有研究，但距离产业化还有很长的路要走，目前还处于实验室研发阶段。

在聚氨脂分子中，除了氨基甲酸酯基团外，还有脲、缩二脲等基团，以及原料多元醇中含有的酯键和醚键。水性聚氨脂还包括离子羧基。因此，在由多异氰酸酯和多元醇合成的聚氨脂分子中，氨基甲酸酯基团在整个分子链段中仅占少数。因此，广义地说，聚氨脂是异氰酸酯的加成聚合物。目前，由异氰酸酯合成的其他聚合物也分为聚氨脂，如在聚合物主链中含有重复单元-NHCONH-的聚脲，也称为聚氨脂。

聚氨脂是由多异氰酸酯(通常为二异氰酸酯)和二醇(小分子二醇、聚酯或聚醚、多胺等)通过分步聚合反应合成的。)，因此其分子链主要由柔性聚酯或聚醚和异氰酸酯与小分子二醇形成的硬段链组成。因为聚酯或聚醚的分子链段一般较长，柔韧性好，所以一般称为软段。而异氰酸酯与小分子二醇形成的分子链段由于分子间氢键而具有很强的结晶性能，因此一般称为硬链段。综上所述，聚氨脂是由软链段和硬链段组成的嵌段聚合物。