Vysokoteplotní odolnost polyetylenu je relativní, jeho tepelná odolnost je nad 100°C, ale vysokomolekulární polyetylen snese teplo až 150°C. Polyetylen je často schopen odolat vyšším teplotám při zpracování a skladování. Pokud je však polyethylen trvale vystaven vysokým teplotám, jako je zahřívání na přímém slunci nebo vystavení elektrickým spotřebičům, může dojít k fyzikálním změnám, jako je termooxidační stárnutí a zesítění, které způsobí, že materiál bude křehký, křehký a postupné. ztrácí své původní mechanické vlastnosti.
