TPU sünteesimeetodid võib lahustite olemasolu või puudumise alusel jagada kahte kategooriasse: lahustivaba hulgipolümerisatsioon ja lahustipõhine lahuspolümerisatsioon. Hulgipolümerisatsiooni saab vastavalt reaktsioonietappidele jagada veel üheetapilisteks ja eelpolümeerseteks meetoditeks. Üheetapiline meetod hõlmab oligomeerdioolide, diisotsüanaatide ja ahelapikendusainete samaaegset segamist moodustamiseks. Üheetapiline protsess on lihtne ja hõlpsasti kasutatav, kuid selle reaktsioonisoojust on raske kõrvaldada ja kõrvalreaktsioonid võivad tekkida. Polüestril põhinev termoplastne polüuretaanelastomeer sünteesiti üheetapilise meetodiga. Esiteks kaaluti reaktoris polüesterpolüooli ja ahelapikendusaine butaandiooli valemikogus ja kuumutati vaakumdehüdratsiooniks 120 kraadini. Lisa kiiresti eelsoojendatud ja sega kiiresti ühtlaseks, vala eelsoojendatud anumasse, vaakumküpseta 120 kraadi juures ja seejärel jahuta 100 kraadini, et saada helekollane poolläbipaistev polüuretaantoode. Seejärel suruge see lamepressil katsekehadeks ja ettevalmistatud TPU-l on kõrged mehaanilised ja summutavad omadused.
Eelpolümeeri meetod hõlmab oligomeerdioolide ja diisotsüanaatide reaktsiooni, millele järgneb süntees kuiva ahela pikendajaga väikese koguse katalüsaatori tingimustes. Tootmise eelpolümeermeetodi protsess on keeruline, kulutab palju energiat ja toodetava eelpolümeeri viskoossus on kõrge, mis muudab protsessi töö keerulisemaks. Eelpolümeeril on aga vähem kõrvalreaktsioone ja saadud toode toimib paremini kui üheetapiline meetod.
Reaktsiooniprotsessi järjepidevuse järgi võib selle jagada vahelduvaks ja pidevaks meetodiks. Tavaliselt kasutatavad vahelduva meetodi tootmisseadmed hõlmavad automatiseeritud valamisseadmeid, kõvendusahjusid, purustusvasareid, ekstruudereid jne, millel on madal tootmistõhusus, ebaühtlane tootekvaliteet ja mis ei sobi suuremahuliseks tootmiseks. Seetõttu on pidevaid tootmisprotsesse ja seadmeid uuritud nii riigisiseselt kui ka rahvusvaheliselt. Pideva meetodi seadmed on reaktsiooniekstrusiooni tootmisliin, mis sisaldab peamiselt tooraine hoiupaake, valamismasinaid, paralleelseid topeltkruviga ekstruudereid, veealuseid granulaatoreid, eraldus- ja kuivatusseadmeid ning pakkimisseadmeid. Kahe kruviga pideva reaktsiooniga ekstrusioonimeetod on praegu peamine tootmisprotsess, millel on kõrge tootmistõhusus ja stabiilne tootekvaliteet, mis sobib suuremahuliseks tootmiseks. Seda saab kasutada katete, elastomeeride ja liimide jaoks.