脲醛树脂胶耐水性差的原因，是由于固化后的树脂中仍然存在着亲水性的羟甲基和氨基，酸性固化剂使胶层呈酸性，酸能使次甲基键水解等。这些因素均使得未改性的脲醛树脂胶耐水性能较差。
脲醛树脂胶的耐水性主要是指其胶接后的制品，在使用时经水分或湿气作用下，能保持其胶接性能的能力。通常脲醛树脂胶比天然的蛋白质等胶耐水性好，但比酚醛树脂胶、三聚氰胺树脂胶要差，尤其表现在耐热水（大于70℃）和沸水时，在干、湿条件反复的作用或高温、高湿下，木材的粘接强度下降很快，缩短了使用期限，使使用范围受限。因此，人们一直在努力，根据不同的应用场所与要求，对脲醛树脂胶粘剂进行改性。
现在对耐水性能的改进方法，主要是通过共混与共聚或加入填料等来实现。共混与共聚并用有时效果会更高。 共混方法是加入聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯酯、丙烯酸酯、环氧树脂等。
共聚方法是在合成树脂时加入苯酚、三聚氰胺酸性盐、间苯二酚、苯胺、异氰酸酯等，进行化学改性。研究实验表明：环状结构的物质其耐水能力比亚甲基二脲要高出200倍。因此脲醛树脂中引入环状结构或其衍生物，对提高胶粘剂的耐水、耐老化性能及稳定性都十分有益。 如将三聚氰酸胺加入脲醛树脂中，由于形成三维网状结构，可以封闭亲水基团，而且它的碱性可以中和胶液中的残留酸，在一定程度上阻止和降低了树脂的水解和水解速度，提高了耐水性能；还可提高固化速度、缩短固化时间，或减少固化剂用量。加入苯酚制成的改性脲醛树脂在提高耐水性能的同时，还可以制成不需脱水的树脂，所配胶液亦可达到木材粘接强度的指标，降低了制造成本。近年来，加入异氰酸酯改性脲醛树脂耐水性能也很流行，能有效提高其耐水性能，特别是对含水率高的木材的粘接性能好。
共混与共聚并用：如将三聚氰酸胺与聚乙烯醇共同混用改性脲醛树脂，能使其有良好的耐水性能。 加入填料：如草木灰、氧化淀粉等进行改性，也有较好效果，既有降低成本又有降低游离甲醛含量的作用。实验证明加入1%的草木灰和20%的氧化淀粉对脲醛树脂的改性效果最佳。