Khả năng chịu nhiệt độ cao của polyetylen là tương đối, nhiệt độ chịu nhiệt của nó trên 100 ° C, nhưng polyetylen có trọng lượng phân tử cao có thể chịu được nhiệt lên tới 150 ° C. Polyethylene thường có khả năng chịu được nhiệt độ cao hơn trong quá trình chế biến và bảo quản. Tuy nhiên, nếu polyetylen liên tục tiếp xúc với nhiệt độ cao, chẳng hạn như bị nung nóng dưới ánh nắng trực tiếp hoặc tiếp xúc với các thiết bị điện, những thay đổi vật lý như lão hóa oxy hóa nhiệt và liên kết ngang có thể xảy ra, khiến vật liệu trở nên giòn, giòn và dần dần mất đi tính chất cơ học ban đầu.