El mecanisme funcional dels diols de policarbonat s'atribueix principalment als grups hidroxil situats als dos extrems de les seves cadenes moleculars. Durant la síntesi de materials de poliuretà, aquests grups hidroxil reaccionen amb grups isocianat per formar enllaços d'uretà, incorporant així el diol de policarbonat com a "segment tou" dins de la cadena molecular del poliuretà. Mitjançant el control de la proporció de policarbonat diol a isocianat, es pot ajustar l'estructura molecular i el grau de reticulació del poliuretà, influint així en la duresa, elasticitat i propietats mecàniques del material. En conseqüència, els diols de policarbonat no només serveixen com a matèries primeres vitals per a la síntesi de poliuretà, sinó també com a components clau que determinen la flexibilitat i la durabilitat del material.
Durant la reacció, els grups hidroxil del policarbonat diol presenten una alta reactivitat, cosa que els permet sotmetre's a reaccions d'addició amb isocianats en presència d'un catalitzador ia temperatures adequades. A mesura que avança la reacció, les molècules de diol i els isocianats s'uneixen progressivament per formar llargues cadenes moleculars de poliuretà. Quan s'optimitzen les proporcions dels components del sistema, s'obté un material de poliuretà amb un pes molecular específic i estabilitat estructural. El pes molecular, el valor d'hidroxil i l'estructura carbonatada del propi diol de policarbonat influeixen tant en el procés de reacció com en l'estructura del polímer final; per tant, en la producció pràctica, el grau específic de policarbonat diol s'ha de seleccionar en funció de l'aplicació prevista del producte.
L'estructura carbonatada formada per diols de policarbonat ofereix una excel·lent estabilitat, que és un factor clau en la seva capacitat per millorar el rendiment del poliuretà. Els poliuretans que incorporen diols de policarbonat com a segments tous -a través de la influència combinada de la seva estructura de cadena molecular i els segments durs- normalment aconsegueixen un equilibri de flexibilitat, resistència a l'abrasió, resistència a la hidròlisi i resistència a l'envelliment. A més, variant el pes molecular del diol de policarbonat i ajustant la seva relació amb altres poliols i isocianats, les propietats generals del material es poden ajustar per satisfer els requisits específics de diverses aplicacions, com ara elastòmers, recobriments, adhesius i cuir sintètic.