聚氨酯泡沫塑料在合成过程中参与化学变化，影响泡沫结构性能的变化因素较复杂，其中不仅涉及异氰酸酯与聚醚（酯）醇、水之间的化学反应，而且也涉及到起泡的胶体化学，其化学反应有扩链、起泡与交联等过程。它又与参加反应的物质结构、官能度、分子量等均有影响。 一般聚氨酯泡沫塑料合成的总反应可用下面公式表示：
但实际情况较为复杂，现就重要反应归纳如下：
1、扩链 多官能度的异氰酸酯与聚醚（酯）醇，尤其是二官能度化合物，其扩链按下式进行：
发泡体系中，一般异氰酸酯用量是大于含活泼氢化合物的，即所讲的反应指数是大于1，通常取1.05，所以发泡过程中扩链最终产品末端应是异氰酸酯基团。
扩链反应是PU泡沫的主反应，是物性：机械强度、神长率、弹性等关键。