在聚氨酯硬泡体系中通过水-异氰酸酯反应得到所需CO2，因此控制氨基脲酸酯与氨基甲酸酯的反应平衡是必要的。如果氨基甲酸酯反应不够快，气体将会逃逸，则不能形成泡沫。另一方面，如果氨基甲酸酯反应太快，在气体形成之前，聚合反应完全形成聚合物，将导致泡沫密度过高。凝胶反应比氨基甲酸酯反应的催化作用要小得多。
叔胺可以单独作为催化剂使用。但对于一些需要更快的反应速度的应用，如喷涂，则需要金属盐，特别是锡盐，来加速凝胶反应，它们可单独使用或与叔胺型催化剂的组合使用。对硬质聚氨酯辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡是比较重要的凝胶催化剂。但辛酸亚锡在碱性催化剂存在下会水解，失去活性。室温下含有辛酸亚锡和水体系稳定性只有几个小时。而二月桂酸二丁基锡体系则可保持数月稳定。由于这个原因，一些需要一定储存期的应用场合优先选用二月桂酸二丁基锡作催化剂。
很多硬泡应用也需要延迟催化剂，即缓冲胺催化剂，在酸的存在下，其胺活性被减弱。酸性物质可以用来延缓氨基甲酸酯的反应。氯化氢和苯甲酰氯已用于与胺类催化剂搭配使用来控制反应速率。加入少量的酸，发泡时间从2.2延长到6分钟。叔胺催化剂的浓度可以显着影响发泡参数。表8.5显示了催化剂浓度对发泡参数，如泡沫时间，不粘手时间，泡沫密度，和抗压强度等的影响。
表8.5催化剂浓度对泡沫性能的影响
| 配方 | 分数 | |
| 聚醚多元醇 | 56 |
| 硅油L-521 | 0.5 |
| 水 | 3.0 |
| 半预聚体 | 100 |
| 叔胺催化剂 | 如下所示 |
| 催化剂份数 | 发泡时间 | 表干时间 | 密度 (lb/ft3) | 抗压强度（psi） |
| 0.3 | 4.5 | 16 | 2.1 | 33.6 |
| 0.5 | 3.5 | 15 | 2.0 | 32.4 |
| 1.0 | 2.5 | 10 | 1.9 | 30.8 |
| 2.0 | 1.0 | 3 | 1.7 | 21.5 |
| 3.0 | 0.6 | 1 | 1.5 | 20.0 |
温度也可以用来控制聚氨酯泡沫反应：较高的温度加速泡沫反应。有些需要延迟的硬质聚氨酯发泡系统可在很低的温度（如?300°F低）下预混原料。当系统被加热，即会发泡。
对于CO2发泡泡沫，叔胺作为唯一的催化剂是足够的。然而，对于溶剂发泡泡沫，由于溶剂的冷却作用，则需要一个活性更高的催化剂。锡催化剂和叔胺之间存在协同作用。一次成型体系和聚醚或聚酯预聚体体系硬质泡沫，由于它们的交联度很大，凝胶反应迅速，仅用叔胺催化剂就足够了。叔胺的结构对其自身的催化作用具有相当大的影响，也对泡沫的生产实用性有很大影响。催化剂的催化活性随着胺的碱性增加而增加，并且随着氨基氮的空间位阻的降低而增加。
对于初始粘度比较高的聚酯型一次成型体系或聚醚型预聚体体系，叔胺催化剂可提供良好的发泡性能。由于催化剂对发泡速率的影响，催化剂体系和浓度的选择会较大程度的影响泡沫的密度和加工成型。
软质泡沫配方中催化剂的选择是由用多元醇的类型来决定。对于一些低粘度、低活性的聚醚体系中，必需搭配非常有效的聚合催化剂。对于这样的体系，最好的催化剂是二羧酸锡盐（如辛酸亚锡）。如果单独使用叔胺催化剂，一步法聚醚体系泡沫材料的工艺很难控制。因此，叔胺经常与锡化合物结合使用。一般来说，聚酯型系统使用低活性的催化剂工艺流程最佳。叔胺，如甲基、乙基、可可吗啉，和二烷基胺，都可单独使用。
在预聚体系统，主要反应是气体的形成，所以催化剂要能很好的控制CO2的形成。随着催化剂用量的增加，泡沫材料的抗压强度普遍下降，而圧缩変形增大。承载性能也受催化剂的量和相对比例的影响。在一般情况下，增加催化剂量会得到较软的泡沫材料。
随着催化剂浓度的增加，泡沫的拉伸强度、剪切强度和抗压强度增加，而固化时间减少。但是催化剂浓度有一个上限，超过这个上限，泡沫会出现开裂等现象。催化剂浓度增加通常会使得K因子减少。这种现象可以解释为由于只有很少的氟代烃发泡剂通过泡沫孔壁渗出，因而良好地保留了氟代烃发泡剂，从而是的K因子数值降低。增加催化剂浓度会使得聚合物的交联结构更紧密，因此可以降低扩散常数和氟代烃发泡剂的溶解度。
数据显示一些催化剂对异氰酸酯–水反应和异氰酸酯–羟基反应表现出相对有效性（协同性），如表8.6所示。
表8.6不同催化剂组合的催化活性
| | NCO-H2O反应 | NCO-OH反应 |
| 催化剂 | 含量 | 活性 | 含量 | 活性 |
| 无催化剂 | —— | 0.001 | —— | 1 |
| 三乙烯二胺 | 0.1 | 2.7 | —— | —— |
| 四甲基丁二胺 | 0.1 | 1.6 | —— | —— |
| 三乙胺 | 0.1 | 1.5 | —— | —— |
| N-甲基吗啉 | 0.1 | 1.1 | —— | —— |
| 辛酸亚锡 | 0.1 | 1.0 | 0.1 | 1270 |
| 辛酸亚锡 | 0.5 | 1.5 | 0.5 | 1820 |
| 辛酸亚锡+三乙烯二胺 | 0.1+0.1 | 1.2 | 0.1+0.1 | 2110 |
| 辛酸亚锡+三乙烯二胺 | 0.5+0.1 | 1.7 | 0.5+0.1 | 5140 |
| 油酸锡 | —— | —— | 0.1 | 25 |
| 二月桂酸二丁基锡 | —— | —— | 0.1 | 280 |
| 二月桂酸二丁基锡 | —— | —— | 0.3 | 610 |
| 二辛酸二丁基锡 | —— | —— | 0.1 | 300 |
| 二辛酸二丁基锡+三乙烯二胺 | —— | —— | 0.1+0.1 | 870 |
