它们之间最根本的区别就是，成膜物质是不一样的。环氧漆的成膜物质是环氧类树脂，常用的专有双属酚A类，双酚F等。聚氨酯漆的成膜物质是聚氨酯类树脂，可用异氰酸酯与醇/酚反应制得。
由于环氧树脂固化后涂膜致密，水分子不易透过，所以环氧漆多用作防锈底漆。但芳香族类环氧油漆中的苯环不抗紫外线，不能作为面漆施工，否则易粉化失效。聚氨酯漆，其漆膜致密，耐抹擦且有高光泽度，所以多用作装饰性面漆使用。作为面漆使用的环氧涂料，其耐变色性也较聚氨酯差。
环氧漆固化后，其上若需继续施工油漆，有一个最大复涂间隔时间，超过这个时间，其表面需进行重拉毛处理才能施工油漆。而聚氨酯涂层表面只需进行较为适当的处理就可继续施工油漆。但要注意，环氧油漆作为底漆可与多种类型油漆兼容，换言之，环氧涂层进行适当处理，其表面可施工多种类型其他油漆；而与聚氨酯涂料兼容的其他种类油漆较少，多进行自身复涂。