Một đầu đùn nhựa là thành phần cuối cùng và có lẽ là quan trọng nhất trong máy đùn, nơi diễn ra quá trình định hình sản phẩm nhựa. Đây là một khối được thiết kế cẩn thận, thường được chế tạo từ thép dụng cụ chất lượng cao như P20 hoặc H13, sau đó được tôi cứng, ram và đánh bóng đến độ hoàn thiện như gương. Đầu đùn có nhiệm vụ tiếp nhận dòng chảy đồng nhất, dưới áp suất cao từ máy đùn và biến đổi nó thành một dòng liên tục có mặt cắt ngang hai chiều cụ thể. Đường dẫn dòng chảy bên trong, hay buồng phân phối, trong đầu đùn được thiết kế theo các nguyên lý động lực học chất lỏng nhằm đảm bảo dòng polymer nóng chảy đến mép đầu đùn với vận tốc và áp suất đồng đều trên toàn bộ bề mặt thoát ra. Điều này rất cần thiết để ngăn ngừa các vấn đề như độ dày thành không đều hoặc hiện tượng "bẹp dọc" (bambooing). Thiết kế cũng phải tính đến các hành vi đặc thù của vật liệu, chủ yếu là hiện tượng phình đầu đùn (die swell)—xu hướng giãn nở của dòng chảy polymer nhớt-đàn hồi khi thoát khỏi đầu đùn do giải phóng các ứng suất nội tại. Do đó, lỗ thoát đầu đùn thường không phải là bản sao chính xác của hình dạng mong muốn mà thường nhỏ hơn một chút và có tỷ lệ khác đi. Đối với các hình dạng phức tạp, đầu đùn có thể được chia thành nhiều tấm để dễ gia công và bảo trì hơn. Hiệu suất của đầu đùn nhựa trực tiếp quyết định độ ổn định về kích thước, độ hoàn thiện bề mặt và chất lượng tổng thể của sản phẩm đùn, khiến việc thiết kế và chế tạo đầu đùn trở thành một nghệ thuật chuyên biệt, kết hợp giữa kinh nghiệm thực tiễn và phần mềm mô phỏng tinh vi.