مقاومت در برابر دمای بالای پلی اتیلن نسبی است، دمای مقاومت در برابر حرارت آن بالای 100 درجه سانتیگراد است، اما پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا می تواند تا 150 درجه سانتیگراد گرما را تحمل کند. پلی اتیلن اغلب قادر به تحمل دمای بالاتر در طول پردازش و ذخیره سازی است. با این حال، اگر پلی اتیلن به طور مداوم در معرض دماهای بالا قرار گیرد، مانند گرم شدن در زیر نور مستقیم خورشید یا قرار گرفتن در معرض وسایل الکتریکی، تغییرات فیزیکی مانند پیری اکسیداتیو حرارتی و اتصال متقابل ممکن است رخ دهد که باعث می شود مواد شکننده، شکننده و تدریجی شوند. خواص مکانیکی اولیه خود را از دست می دهد.
