Højtemperaturbestandigheden af polyethylen er relativ, dens varmebestandighedstemperatur er over 100°C, men polyethylen med høj molekylvægt kan modstå varme op til 150°C. Polyethylen er ofte i stand til at modstå højere temperaturer under forarbejdning og opbevaring. Men hvis polyethylen konstant udsættes for høje temperaturer, såsom at blive opvarmet i direkte sollys eller udsat for elektriske apparater, kan der forekomme fysiske ændringer såsom termooxidativ ældning og tværbinding, hvilket får materialet til at blive skørt, skørt og gradvist mister sine oprindelige mekaniske egenskaber.
