A resistência do polietileno a altas temperaturas é relativa, sua temperatura de resistência ao calor é superior a 100°C, mas o polietileno de alto peso molecular pode suportar calor de até 150°C. O polietileno costuma ser capaz de suportar temperaturas mais altas durante o processamento e armazenamento. No entanto, se o polietileno for continuamente exposto a altas temperaturas, como ser aquecido sob luz solar direta ou exposto a aparelhos elétricos, podem ocorrer alterações físicas, como envelhecimento termo-oxidativo e reticulação, fazendo com que o material se torne quebradiço, quebradiço e gradualmente perder suas propriedades mecânicas originais.
