החיתול החד פעמי הראשון הומצא ורשם פטנט בשנת 1948 על ידי ולרי האנטר גורדון (לבית דה פרנטי), נכדתו של הממציא סבסטיאן זיאני דה פרנטי.
מאז הצגתם לפני מספר עשורים, חידושי המוצר כוללים שימוש בפולימרים סופגים, סרטים הניתנים לסגירה חוזרת ורצועות מותניים אלסטיות. כעת הם הרבה יותר דקים והרבה יותר סופגים. מגוון המוצרים הורחב לאחרונה לשלב האימון בשירותים לילדים עם הצגת מכנסי אימון וחיתולי מכנסיים, שהם כיום תחתונים.
חיתולים חד פעמיים ומוצרי בריחת שתן מודרניים הם בעלי מבנה שכבות, המאפשר העברה והפצה של שתן למבנה ליבה סופג שבו הוא נעול. שכבות בסיסיות הן מעטפת חיצונית של סרט פוליאתילן נושם או קומפוזיט לא ארוג וסרט המונע רטיבות והעברת אדמה, שכבה סופגת פנימית של תערובת של נייר מונח באוויר ופולימרים סופר-סופגים לרטיבות, ושכבה הקרובה לעור של חומר לא ארוג עם שכבת פיזור ישירות מתחתיה מעבירה רטיבות לשכבת הספיגה.
מאפיינים נפוצים נוספים של חיתולים חד פעמיים כוללים זוג אחד או יותר של סרטי הידוק דביקים או מכניים כדי לשמור על החיתול מהודק היטב. בחלק מהחיתולים יש סרטים הניתנים לחיבור מחדש כדי לאפשר התאמה של התאמה או יישום מחדש לאחר בדיקה. שקעים בודדים וכפולים מבד אלסטי סביב אזורי הרגל והמותניים מסייעים בהתאמה ובהכילת שתן או צואה שלא נספגה. כמה קווי חיתולים כוללים כיום מדדי רטיבות, שבהם חומר כימי הכלול בבד החיתול משנה את צבעו בנוכחות לחות כדי להתריע בפני המטפל או המשתמש שהחיתול רטוב. חיתול חד פעמי עשוי לכלול גם בד פנימי המיועד להחזיק לחות על העור לתקופה קצרה לפני הספיגה כדי להתריע בפני משתמש באימון טואלט או הרטבת לילה על כך שהטיל שתן.
חלק מהחיתולים החד פעמיים כוללים ניחוחות, קרמים או שמנים אתריים על מנת לעזור להסוות את הריח של חיתול מלוכלך, או להגן על העור. הטיפול בחיתולים החד-פעמיים הוא מינימלי, ובעיקר מאחזקתם במקום יבש לפני השימוש, עם סילוק נאות לכלי אשפה בעת התלכלך. שרפרף אמור להיות מופקד בשירותים, אבל בדרך כלל שמים אותו לזבל עם שאר החיתול.
IPv6 נתמך ברשת 
