Устойчивостта на висока температура на полиетилена е относителна, неговата температура на топлоустойчивост е над 100°C, но полиетиленът с високо молекулно тегло може да издържи на топлина до 150°C. Полиетиленът често може да издържи на по-високи температури по време на обработка и съхранение. Въпреки това, ако полиетиленът е изложен непрекъснато на високи температури, като например нагряване на пряка слънчева светлина или излагане на електрически уреди, могат да настъпят физически промени като термоокислително стареене и омрежване, причинявайки материала да стане чуплив, чуплив и постепенно губят първоначалните си механични свойства.
