化學性質聚乙烯抗多種有機溶劑，抗多種酸鹼腐蝕，但是不抗氧化性酸，例如硝酸。在氧化性環境中聚乙烯會被氧化。物理性質聚乙烯在薄膜狀態下可以被認為是透明的，但是在塊狀存在的時候由於其內部存在大量的晶體，會發生強烈的光散射而不透明。聚乙烯結晶的程度受到其枝鏈的個數的影響，枝鏈越多，越難以結晶。聚乙烯的晶體融化溫度也受到枝鏈個數的影響，分佈於從30攝氏度130攝氏度的範圍，枝鏈越多融化溫度越低。聚乙烯單晶通常可以通過把高密度聚乙烯在130攝氏度以上的環境中溶於二甲苯中製備，聚乙烯無臭、無味、無毒，外觀呈乳白色的蠟狀固體。其密度隨聚合方法不同而異。聚乙烯塊狀料是半透明或不透明狀，薄膜是透明的,透明性隨結晶度的提高而下降。聚乙烯膜的透水性低但透氣性較大，比較適合用於防潮包裝。聚乙烯易燃,氧指數值僅為17%,是最易燃燒的塑料品種之一，聚乙烯的力學效能一般，從其拉伸時的應力應變曲線來看，聚乙烯屬於一種典型的軟而韌的聚合物材料。聚乙烯拉伸強度比較低，表面硬度也不高，抗蠕變性差，只有抗衝擊性能好。這是由於聚乙烯分子鏈是柔性鏈，且無極性基團存在，分子鏈間吸引力較小，但是由於聚乙烯是結晶度比較高的聚合物，結晶部分發結晶結構，即分子鏈的緊密堆砌賦予其一定的承載能力，所以聚乙烯的強度主要是結晶時分子的緊密堆砌程度所提供的。聚乙烯的化學結構、分子量、聚合度和其他效能很大程度上均依賴於使用的聚合方法。聚合方法決定了支鏈的型別和支鏈度。結晶度取決於聚合物的化學結構和加工條件。
