Polietilenin yüksək temperatur müqaviməti nisbidir, onun istiliyə davamlılıq temperaturu 100 ° C-dən yuxarıdır, lakin yüksək molekulyar ağırlıqlı polietilen 150 ° C-ə qədər istiliyə davam edə bilər. Polietilen tez-tez emal və saxlama zamanı daha yüksək temperaturlara davam edə bilir. Bununla belə, polietilenin davamlı olaraq yüksək temperaturlara, məsələn, birbaşa günəş işığında qızdırılmasına və ya elektrik cihazlarının təsirinə məruz qalması halında, termooksidləşdirici qocalma və çarpaz birləşmə kimi fiziki dəyişikliklər baş verə bilər ki, bu da materialın kövrək, kövrək olmasına və tədricən orijinal mexaniki xüsusiyyətlərini itirir.