Polikarbonāta diolu funkcionālais mehānisms galvenokārt ir saistīts ar hidroksilgrupām, kas atrodas abos to molekulāro ķēžu galos. Poliuretāna materiālu sintēzes laikā šīs hidroksilgrupas reaģē ar izocianātu grupām, veidojot uretāna saites, tādējādi iekļaujot polikarbonāta diolu kā "mīksto segmentu" poliuretāna molekulārajā ķēdē. Kontrolējot polikarbonāta diola un izocianāta attiecību, var pielāgot poliuretāna molekulāro struktūru un šķērssavienojuma pakāpi, tādējādi ietekmējot materiāla cietību, elastību un mehāniskās īpašības. Līdz ar to polikarbonāta dioli kalpo ne tikai kā vitāli svarīgas izejvielas poliuretāna sintēzei, bet arī kā galvenās sastāvdaļas, kas nosaka materiāla elastību un izturību.
Reakcijas laikā polikarbonāta diola hidroksilgrupām ir augsta reaktivitāte, kas ļauj tām veikt pievienošanas reakcijas ar izocianātiem katalizatora klātbūtnē un atbilstošā temperatūrā. Reakcijai turpinoties, diola molekulas un izocianāti pakāpeniski savienojas, veidojot garas poliuretāna molekulārās ķēdes. Optimizējot komponentu proporcijas sistēmā, tiek iegūts poliuretāna materiāls ar noteiktu molekulmasu un struktūras stabilitāti. Paša polikarbonāta diola molekulmasa, hidroksilgrupa un karbonāta struktūra ietekmē gan reakcijas procesu, gan gala polimēra struktūru; tādēļ praktiskajā ražošanā konkrētā polikarbonāta diola marka jāizvēlas, pamatojoties uz paredzēto produkta pielietojumu.
Karbonāta struktūra, ko veido polikarbonāta dioli, nodrošina izcilu stabilitāti, kas ir galvenais faktors to spējai uzlabot poliuretāna veiktspēju. Poliuretāni, kas satur polikarbonāta diolus kā mīkstus segmentus-ar to molekulārās ķēdes struktūras un cieto segmentu kombinēto ietekmi-parasti nodrošina elastības, nodilumizturības, hidrolīzes pretestības un novecošanās pretestības līdzsvaru. Turklāt, mainot polikarbonāta diola molekulmasu un pielāgojot tā attiecību ar citiem polioliem un izocianātiem, materiāla vispārējās īpašības var precīzi-noregulēt, lai tās atbilstu dažādu lietojumu, piemēram, elastomēru, pārklājumu, līmvielu un sintētiskās ādas, specifiskajām prasībām.