Lastnosti polietilena lahko razdelimo na mehanske, kemične, električne, optične in termične lastnosti.
Polietilen ima nizko trdnost, trdoto in togost, vendar ima visoko duktilnost in udarno trdnost ter nizko trenje. Pokaže močno lezenje pod trajno silo, kar se lahko zmanjša z dodajanjem kratkih vlaken. Ob dotiku se počuti voskasta.
Uporabnost polietilena je omejena z njegovim tališčem pri 80 ° C (176 ° F) (HDPE, vrste z nizko kristalinično mehčajo prej). Za skupne tržne razrede polietilena srednje in visoke gostote se tališče običajno giblje med 120 in 180 ° C (248 do 356 ° F). Tališče za povprečen, komercialni polietilen z nizko gostoto je tipično 105 do 115 ° C (221 do 239 ° F). Te temperature se močno razlikujejo glede na vrsto polietilena.
Polietilen je sestavljen iz nepolarnih, nasičenih ogljikovodikov z visoko molsko maso. Zato je njegovo kemijsko vedenje podobno kot parafin. Posamezne makromolekule niso kovalentno povezane. Zaradi svoje simetrične molekulske strukture skušajo kristalizirati; Celoten polietilen je delno kristaliničen. Višja kristaliničnost povečuje gostoto in mehansko in kemično stabilnost.
Večina razredov LDPE, MDPE in HDPE ima odlično kemično odpornost, kar pomeni, da jih ne napadajo močne kisline ali močne baze in so odporne na nežne oksidante in reducente. Kristalinični vzorci se ne raztopijo pri sobni temperaturi. Polietilen (razen prepletenega polietilena) se običajno lahko raztopi pri povišanih temperaturah v aromatskih ogljikovodikih, kot so toluen ali ksilen, ali v kloriranih topilih, kot je trikloroetan ali triklorobenzen.
Polietilen ne absorbira skoraj nobene vode. Prepustnost plinov in vodne pare (samo polarni plini) je nižja kot pri večini plastičnih mas; Kisik, ogljikov dioksid in arome na drugi strani lahko zlahka prenesejo.
PE lahko postane krhka, če je izpostavljena sončni svetlobi, saj se običajno uporablja kot UV stabilizator.
Polietilen počasi opeče z modrim plamenom z rumeno konico in oddaja vonj parafina (podobno plamenu sveč). Material izgoreva ob odstranjevanju vira plamena in povzroči kapljanje.
Polietilena ne morete vtisniti ali obtičati skupaj brez predhodne obdelave.
Polietilen je dober električni izolator. Ponuja dobro odpornost proti sledenju; Vendar postane enostavno elektrostatično napolniti (kar je mogoče zmanjšati z dodatki grafita, saj ali antistatičnih sredstev).