介质水中聚氨酯微粒的粒径与水性聚氨酯外观之间存在密切关系，粒径越小，乳液外观越透明。当粒径在0.001μm以下时，水性聚氨酯是浅黄色透明的水溶液；当粒径在0.1μm以下时，呈带蓝光的半透明白色乳液状；当聚氨酯微粒平均粒径大于0.1μm时，水性聚氨酯是白色乳液。不同类型的乳液，微粒的粒径大小也有一定范围。粒径的大小与树脂的配方、分子量大小及其亲水成分的含量相关。
乳化时同样的剪切作用下，树脂的亲水性成分越多，则乳液的粒径越细，甚至于完完全全溶于水，产生胶体溶液。针对线型聚氨酯，亲水性基团的含量的提高，某一方面造成亲水性增强，使粒径减小；而另一方面，总离子浓度的提高，造成总双电层厚度的增加和粒子流体动力学体积的提升，这会让粒径增加。除此之外，因为亲水性增加而引起的颗粒水膨胀性也能使粒径明显增加。亲水性含量比较低时，乳液粒径随亲水性基团含量的提升变化较大。亲水性含量较高时，乳液粒径亲水性基团含量的提升比较慢。在亲水性比较低时，亲水基团含量的提升造成亲水性增强，使粒径减小是主要因素；亲水性含量较高时，双电层厚度提升和水溶胀性因素部分削弱前者作用，进而乳液粒径变化比较慢。
针对交联聚氨酯，交联程度较小时，乳液粒径受到交联度的影响不大，但是随着交联程度的更进一步增加，粒径急剧增加，这应该是交联度限制了亲水基团向表面的转移导致的。
乳化时同样的剪切作用下，树脂的亲水性成分越多，则乳液的粒径越细，甚至于完完全全溶于水，产生胶体溶液。针对线型聚氨酯，亲水性基团的含量的提高，某一方面造成亲水性增强，使粒径减小；而另一方面，总离子浓度的提高，造成总双电层厚度的增加和粒子流体动力学体积的提升，这会让粒径增加。除此之外，因为亲水性增加而引起的颗粒水膨胀性也能使粒径明显增加。亲水性含量比较低时，乳液粒径随亲水性基团含量的提升变化较大。亲水性含量较高时，乳液粒径亲水性基团含量的提升比较慢。在亲水性比较低时，亲水基团含量的提升造成亲水性增强，使粒径减小是主要因素；亲水性含量较高时，双电层厚度提升和水溶胀性因素部分削弱前者作用，进而乳液粒径变化比较慢。
针对交联聚氨酯，交联程度较小时，乳液粒径受到交联度的影响不大，但是随着交联程度的更进一步增加，粒径急剧增加，这应该是交联度限制了亲水基团向表面的转移导致的。