Svojstva polietilena variraju ovisno o vrsti sirovog materijala koji se koristi za sintetizaciju ovog termoplasta i njegovoj strukturnoj kristalizaciji. Općenito, cjelovitost materijala na bazi polietilena krajnjeg proizvoda u industriji plastike temelji se na gustoći i točki taljenja. Međutim, budući da se ova tvar može proizvesti brojnim metodama za polimerizaciju etana, svaka će rezultirati razlikama u specifičnim svojstvima polietilena. Varijacije koje će vjerojatno dovesti do ovih razlika uključuju molekularnu težinu, gustoću i stupanj grananja vezanosti molekula ugljika.
Većina ljudi poznaje dva najčešća oblika ovog polimera: polietilen niske gustoće (LDPE) i polietilen visoke gustoće (HDPE). Budući da polietilenska svojstva prvog sadrže veći stupanj grananja dugog lanca, matrica je manje gusta i ne nudi toliko vlačne čvrstoće kao potonja. Budući da je to slučaj, LDPE je jeftiniji za proizvodnju i obradu od sličnih polimera.
HDPE je, s druge strane, trajniji tip polietilena zbog veće gustoće i linearne kristalizacije. Polietilenska svojstva ovog materijala čine ga prikladnim za upotrebu u proizvodnji mnogih vrsta plastike otporne na stres namijenjene potrošačkoj i komercijalnoj uporabi. Na primjer, HDPE se koristi za izradu spremnika za mlijeko veličine galona, kao i za vodovodne instalacije.
Kao što je već spomenuto, svojstva polietilena razlikuju se ovisno o korištenoj metodi polimerizacije. Proces se može inducirati stimuliranjem polimerizacije slobodnih radikala, uvođenjem alkalnog amida ili sekundarnog monomera (anionska adicijska polimerizacija, odnosno ionsko koordinacijska polimerizacija), ili korištenjem katalizatora. Osim toga, primjena visokog napona koristi se za postizanje produženog lanca kristalnog polietilena (ECC), što rezultira gustom kristalizacijom, ali čini transparentnost.
Katalizatori su često metoda izbora za dobivanje materijala koji pokazuje poželjna svojstva polietilena. Na primjer, polietilen ultra visoke molekularne težine (UHMWPE) i polietilen visoke molekularne težine (HMWPE) su oba inducirana katalizatorima i imaju neobično povišenu gustoću i molekularnu težinu. Zbog visokog stupnja trajnosti, UHMWPE se koristi za izradu raznih dijelova strojeva, umjetnih zglobova i implantata te pancira. HMWPE se koristi za izradu kemijski otpornih predmeta, kao što su spremnici za gorivo i skladištenje.
Uz gustoću, molekularnu težinu i otpornost na stres, smatra se da i druga svojstva polietilena ocjenjuju funkciju i primjenu. To uključuje čvrstoću na udar ili udar, brzinu smicanja — brzinu taljenja i protoka polimera — i otpornost na progib, što se odnosi na to kako materijal podnosi taljenje i preoblikovanje. Svi ovi čimbenici utječu na učinak materijala tijekom obrade. Osim toga, budući da većina sirovina koje se danas koriste u industriji plastike može potjecati od recikliranih polimernih smola, svojstva polietilena mogu se uvelike razlikovati, čak i između različitih serija predstavljenih kao isti materijal.