Odporność na wysoką temperaturę polietylenu jest względna, jego temperatura odporności na ciepło przekracza 100°C, ale polietylen o dużej masie cząsteczkowej może wytrzymać ciepło do 150°C. Polietylen często jest w stanie wytrzymać wyższe temperatury podczas przetwarzania i przechowywania. Jeśli jednak polietylen jest stale narażony na działanie wysokich temperatur, np. podgrzewany w bezpośrednim świetle słonecznym lub narażony na działanie urządzeń elektrycznych, mogą wystąpić zmiany fizyczne, takie jak starzenie termooksydacyjne i sieciowanie, powodując, że materiał staje się kruchy, łamliwy i stopniowo utracić swoje pierwotne właściwości mechaniczne.
