大多数聚氨酯胶粘剂在粘接时不立即具有较高的粘接强度，还需进行固化。所谓固化就是指液态胶粘剂变成固体的过程，固化过程也包括后熟化，即初步固化后的胶粘剂中的可反应基团进一步反应或产生结晶，获得最终固化强度。对于聚氨酯胶粘剂来说，固化过程是使胶中NCO基团反应完全，或使溶剂挥发完全，聚氨酯分子链结晶，使胶粘剂与基材产生充足高的粘接力的过程。

聚氨酯胶粘剂可室温固化，对于反应性聚氨酯胶来说，若室温固化需较长时间，可加催化剂促进固化。为了缩短固化时间，可采用加热的方法。加热不仅有利于胶粘剂自己的固化，还有利于加速胶中的NCO基团与基材外观的活性氢基团相反应。加热还可使胶层软化，以增长对基材外观的浸润，并有利于分子活动，在粘接界面上找到产生分子作用力的“同伴”。

加热对进步粘接力有利。固化的加热体例有烘箱或烘道烘房加热，夹具加热等。对于传热快的金属基材可采用夹具加热，胶层受热比烘箱加热快。加热过程应以渐渐升温为宜。溶剂型聚氨酯胶要细致溶剂的挥发速度。在晾置过程中，大部分溶剂已挥发掉，剩余的溶剂慢慢透过胶粘层向外扩散，若加热过快则溶剂在软化了的胶层中气化鼓泡，在接头中形成气泡，紧张的可将大部分未固化呈流粘态的胶粘剂挤出接头，形成空缺会影响粘接强度。对于双组分无溶剂胶粘剂及单组分湿固化胶粘剂，加热也不能太快，否则NCO基团与胶中或基材外观?空气中的水分加速反应，产生的CO2气体来不及扩散，而胶层粘度增长很快，气泡就留在胶层中。 

单组分湿固化聚氨酯胶粘剂重要靠空气中的水分固化，故应维持肯定的空气湿度，宜以室温缓慢固化为宜。若空气干燥，可甲平少量水分于涂胶面，以促进固化。若胶被夹于干燥硬质的被粘物之间，且胶层较厚时，界面及外界的水分不易渗入胶中，则易固化不完全，这种情况下可以在胶中注入极少量水分。