Le TPV se compose principalement de deux composants : une phase plastique, qui sert de matrice continue, et une phase caoutchouc, qui agit comme phase dispersée. En règle générale, le composant en caoutchouc doit être mélangé à une huile adoucissante ou à un plastifiant. Des agents de durcissement et divers additifs auxiliaires sont également indispensables. De plus, pour réduire les coûts ou améliorer des caractéristiques de performance spécifiques, des charges inorganiques sont souvent incorporées.
Bien que les TPV puissent théoriquement être formés à partir d'une grande variété de combinaisons de plastique et de caoutchouc, seuls quelques mélanges sélectionnés -en particulier ceux soumis à une vulcanisation dynamique- possèdent une utilité pratique. Les exemples disponibles dans le commerce incluent PP/PE/EPDM, PP/NBR, PP/ACM et PS/SEBS. Dans le livre *Thermoplastic Elastomers* (publié par Chemical Industry Press), une étude complète a été menée sur 99 mélanges caoutchouc/plastique distincts dérivés de 11 types différents de caoutchouc et de 9 types de plastique. La recherche a conclu que pour obtenir des mélanges caoutchouc/thermoplastique vulcanisés dynamiquement avec des performances optimales, les conditions suivantes doivent être remplies : (1) les énergies de surface des deux composants polymères -le plastique et le caoutchouc-doivent être compatibles ; (2) le composant en caoutchouc doit posséder une longueur d'enchevêtrement de chaîne moléculaire relativement courte ; et (3) la cristallinité du composant plastique doit dépasser 15 %. Dans les cas où il existe une disparité significative de polarité ou d'énergie de surface entre les composants en plastique et en caoutchouc, l'incorporation d'un compatibilisant approprié avant la vulcanisation dynamique peut également donner des mélanges présentant d'excellentes propriétés de performance.