聚乙烯是由乙烯進行加聚而成的高分子化合物。根據聚合條件的不同實際分子量從l萬至幾百萬不等。先發明的聚乙烯是采用高壓法獲得的低密度聚乙烯，其比重為0.9l0-0.925g/cm3。隨后由低壓及中壓法獲得的聚乙烯比重為0.94l-0.965g/cm3，稱為高密度聚乙烯。聚乙烯為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，稍能伸長，無毒，易燃，燃燒時熔融滴落，發出石蠟燃燒時的氣味。聚乙烯的性能與其分子量有關，也與其結晶度有關。
聚乙烯的很多機械性能都決定于材料的密度和熔融指數。從低密度聚乙烯到高密度聚乙烯，其密度在0.90-0.96g/cm3范圍內變化。聚乙烯的熔融指數(熔體流動指數)變化范圍很大，可從0.3到25.0以上。聚乙烯的很多重要性能都隨著密度和熔融指數而變化。
聚乙烯材料的玻璃化溫度較低，為125℃，但在較寬的溫度范圍內，能保持它的機械性能。線性高分子量聚乙烯的平衡熔點為137℃，但一般很難達到平衡點，通常在加工時的熔點范圍為132—135℃。聚乙烯的著火溫度是340℃，自燃溫度是349℃，其塵埃的著火溫度是450℃。聚乙烯的熔融指數決定于其分子量的大小。不同分子量的聚乙烯材料混合時，其熔融指數也按一定的規律取其一定的值。
聚乙烯耐水，在高濕度或水中物理性能不變。濃硫酸、濃硝酸及其他氧化劑會緩慢侵蝕聚乙烯。在脂肪烴、芳烴和氯代烴中，聚乙烯會發生溶脹現象，但溶脹劑揮發后能恢復原來的性能。在60℃以下，聚乙烯能耐大多數溶劑，但溫度高于70℃時烴類的溶劑會迅速侵蝕聚乙烯。當溫度繼續升高時，聚乙烯會溶解在某些溶劑中。從溶液中分離出來的聚乙烯，經冷卻后根據溫度的不同形成糊狀或膠態。
聚乙烯容易光氧化、熱氧化、臭氧分解和鹵化反應。由于化學上的惰性和表面的非極性，聚乙烯很難粘接，很難印刷。但經過氧化劑、火焰和電暈放電處理后，聚乙烯會有良好的粘接性及印刷性能。
聚乙烯經受輻射時會發生交聯、斷鏈及形成不飽和基團等反應，但主要的反應是交聯。在惰性氣體中輻照聚乙烯時，會產生氫氣的溢出而失重;在空氣中輻照聚乙烯，則由于氧氣的加入而使其增重。輻照之后在聚乙烯分子中增加了不飽和基團，導致氧化穩定性的降低。受輻照時聚乙烯的交聯反應勝過斷鏈和形成不飽和基閉的反應，交聯反應可以提高聚乙烯的耐侯性，因而經輻照的聚乙烯制品比未經輻照的聚乙烯制品具有更好的耐候性。
聚乙烯在空氣個受氧氣的作用而緩慢降解，這個過程會由于熱、紫外線和高能輻射的作用而加速。降解老化的表征是制品褪色、發脆，直至損壞。碳黑對聚乙烯有顯著的光屏蔽作用，加入2%的碳黑可以有效地提高聚乙烯制品的使用壽命。除了碳黑之外，在聚乙烯中加入某些紫外線吸收劑，也能起到抗老化作用。
聚乙烯塑料導熱性能差，為了使在滾塑過程中熱量能夠較快地傳入塑料粉末顆粒的全部體積內，用作滾塑的聚乙烯粉末顆粒尺寸應滿足一定的要求。顆粒越小，熱量越容易傳入，材料的溫度就越容易達到其熔點。但顆粒過小時，材料則易吸濕結塊，不利于在模具內的翻滾運動。在市場上買到的聚乙烯塑料往往是粒料，需要把它磨碎、過篩，才能滿足滾塑工藝要求。
聚乙烯是一種韌性較高的塑料，當采用通常的磨碎機加工時，其粒料會被撕拉成不利于再次進行磨碎的形狀。聚乙烯粒料的粉碎需要專門的高速切碎設備。
