水性聚氨酯材料大多由聚酯、聚醚等长链多元醇与多异氰酸酯、扩链剂或交联剂反应而制成。水性聚氨酯的性能与其分子结构有关，而基团是分子的基本组成成分。通常，聚合物的各种性能，如机械强度、结晶度等与基团的内聚能大小有关。水性聚氨酯分子中，除含有氨基甲酸酯基团外，不同的水性聚氨酯制品中还有酯基、醚基、脲基、脲基甲酸酯基、缩二脲、芳环及脂链等基团中的一种或多种。各基团对分子内引力的影响可用组分中各不同基团的内聚能表示，各种基团的内聚能见下表。

        由上表可见，酯基的内聚能比脂肪烃和醚基的内聚能高；脲基和氨基甲酸酯基的内聚能高，极性强。因此聚酯型水性聚氨酯的强度高于聚醚型和聚烯烃型，聚氨酯-脲的内聚力、黏附性及软化点比聚氨酯的高。水性聚氨酯材料的结晶性、相分离程度等与大分子之间和分子内聚能有关，这些与组成聚氨酯的软段及硬段种类有关，也即与基团种类及密集程度有关。