Poliüretan sert köpük, poliol ile izosiyanatın (MDI) reakiyonu sonucunda meydana gelir. İzosiyanat gruplarının (-NCO) poliolun (OH-) gruplarıyla reaksiyona girmesi, poliüretan kimyasının esasını oluşturur.

İzosiyanat-poliol polimerizasyon reaksiyonunun yanısıra eşzamanlı olarak, izosiyanat gruplarının, formülasyonda az miktarda mevcut olan su ile reaksiyona girmesi sonucunda ortaya çıkan karbondioksit (CO₂) gazı, polimerize olmaya başlayan karışımın köpürmesini sağlar. CO₂ tek başına köpük yoğunluğunu istenilen düzeye düşürmekte yeterli olmadığından, karışımda HCFC 141b veya Pentan gibi yardımcı şişirme ajanları kullanılır. Polimerizasyon ve gaz reaksiyonlarının hızlarını hassas olarak kontrol edebilmek için özel hızlandırıcılar (katalistler) yanında, oluşan hücrelerin cidarlarının kalınlığının ve boyutlarının kontrolünü sağlamak ve yüksek oranda kapalı hücre yapısı elde etmek için de özel hücre düzenleyiciler kullanılır.

Ayrıca, poliüretan sert köpüğe istenilen ölçüde alev geciktirici özellik kazandırılması amacıyla poliol karışımına özel alev geciktirici ajanlar ve yardımcı maddeler ilave edilmektedir.