पॉलिथिलीनचा उच्च तापमानाचा प्रतिकार सापेक्ष आहे, त्याचे उष्णता प्रतिरोधक तापमान 100°C पेक्षा जास्त आहे, परंतु उच्च आण्विक वजन पॉलीथिलीन 150°C पर्यंत उष्णता सहन करू शकते. पॉलिथिलीन प्रक्रिया आणि स्टोरेज दरम्यान उच्च तापमान सहन करण्यास सक्षम आहे. तथापि, जर पॉलीथिलीन सतत उच्च तापमानाच्या संपर्कात असेल, जसे की थेट सूर्यप्रकाशात गरम करणे किंवा विद्युत उपकरणांच्या संपर्कात, थर्मो-ऑक्सिडेटिव्ह वृद्धत्व आणि क्रॉस-लिंकिंग यांसारखे शारीरिक बदल होऊ शकतात, ज्यामुळे सामग्री ठिसूळ, ठिसूळ आणि हळूहळू होऊ शकते. त्याचे मूळ यांत्रिक गुणधर्म गमावतात.