Ein Kunststoff-Extrusionswerkzeug ist die letzte und vermutlich wichtigste Komponente der Extrusionsanlage, an der die eigentliche Formgebung des Kunststoffs stattfindet. Es handelt sich um einen präzise konstruierten Block, der üblicherweise aus hochwertigem Werkzeugstahl wie P20 oder H13 gefertigt wird und gehärtet, temperiert sowie auf Hochglanz poliert ist. Das Werkzeug hat die Aufgabe, die homogene, unter Druck stehende Schmelze aus dem Extruder aufzunehmen und in einen kontinuierlichen Strang mit einem bestimmten zweidimensionalen Querschnitt umzuwandeln. Der innere Strömungskanal, auch Manifold genannt, wird nach den Gesetzen der Strömungsmechanik ausgelegt, um sicherzustellen, dass die Polymerschmelze an den Werkzeuglippen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit und Druckverteilung über die gesamte Austrittsfläche ankommt. Dies ist entscheidend, um Probleme wie ungleichmäßige Wandstärken oder das sogenannte "Bambuseffekt" zu vermeiden. Bei der Konstruktion muss außerdem das materialspezifische Verhalten berücksichtigt werden, insbesondere die Düsenquellung („die swell“) – die Tendenz der viskoelastischen Polymerschmelze, sich beim Austritt aus dem Werkzeug aufgrund der Entlastung innerer Spannungen auszudehnen. Daher entspricht die Werkzeugöffnung oft nicht exakt dem gewünschten Endprofil, sondern ist leicht verkleinert und anders dimensioniert. Bei komplexen Profilen kann das Werkzeug in mehrere Platten unterteilt sein, um die Bearbeitung und Wartung zu erleichtern. Die Leistung eines Kunststoff-Extrusionswerkzeugs bestimmt direkt die Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität und allgemeine Güte des extrudierten Profils. Damit ist die Konstruktion und Fertigung des Werkzeugs eine spezialisierte Kunst, die empirisches Wissen mit moderner Simulationssoftware verbindet.