Sifat-sifat polietilen bervariasi tergantung pada tingkat bahan perawan yang digunakan untuk mensintesis termoplastik ini dan kristalisasi strukturalnya. Secara umum, integritas produk akhir bahan berbasis polietilen dalam industri plastik didasarkan pada kepadatan dan titik leleh. Namun, karena zat ini dapat diproduksi dengan sejumlah metode untuk mempolimerisasi etana, masing-masing akan menghasilkan perbedaan dalam sifat polietilen tertentu. Variasi yang mungkin mengarah pada perbedaan ini melibatkan berat molekul, kepadatan, dan tingkat percabangan ikatan molekul karbon.
Kebanyakan orang mengenal dua bentuk paling umum dari polimer ini: Low-density polyethylene (LDPE) dan high-density polyethylene (HDPE). Karena sifat polietilen dari yang pertama mengandung tingkat percabangan rantai panjang yang lebih besar, matriksnya kurang padat dan tidak menawarkan kekuatan tarik sebanyak yang terakhir. Karena ini masalahnya, LDPE lebih murah untuk diproduksi dan diproses daripada polimer serupa.
HDPE, di sisi lain, adalah kelas polietilen yang lebih tahan lama karena kepadatan yang lebih tinggi dan kristalisasi linier. Sifat polietilen dari bahan ini membuatnya cocok untuk digunakan dalam memproduksi berbagai jenis plastik tahan tegangan yang ditujukan untuk penggunaan konsumen dan komersial. Misalnya, HDPE digunakan untuk membuat wadah susu berukuran galon, serta perlengkapan pipa.
Seperti disebutkan sebelumnya, sifat polietilen berbeda tergantung pada metode polimerisasi yang digunakan. Proses tersebut dapat diinduksi dengan merangsang polimerisasi radikal bebas, dengan pengenalan amida alkali atau monomer sekunder (polimerisasi adisi anionik dan polimerisasi koordinasi ion, masing-masing), atau dengan menggunakan katalis. Selain itu, penerapan tegangan tinggi digunakan untuk mencapai extended chain crystal polyethylene (ECC), yang menghasilkan kristalisasi padat tetapi memberikan transparansi.
Katalis seringkali merupakan metode pilihan untuk mendapatkan bahan yang menunjukkan sifat polietilen yang diinginkan. Misalnya, polietilen dengan berat molekul sangat tinggi (UHMWPE) dan polietilen dengan berat molekul tinggi (HMWPE) keduanya diinduksi oleh katalis dan memiliki densitas dan berat molekul yang sangat tinggi. Karena tingkat daya tahan yang tinggi, UHMWPE digunakan untuk memproduksi berbagai suku cadang mesin, sambungan dan implan buatan, dan rompi antipeluru. HMWPE digunakan untuk membuat barang tahan bahan kimia, seperti tangki bahan bakar dan penyimpanan.
Selain kepadatan, berat molekul, dan ketahanan stres, sifat polietilen lainnya dipertimbangkan untuk menilai fungsi dan aplikasi. Ini termasuk kekuatan goncangan atau benturan, laju geser — laju lelehan dan aliran polimer — dan ketahanan melorot, yang mengacu pada bagaimana material bertahan terhadap pelelehan dan pembentukan kembali. Semua faktor ini memengaruhi kinerja material selama pemrosesan. Selain itu, karena sebagian besar bahan baku yang digunakan dalam industri plastik saat ini mungkin berasal dari resin polimer daur ulang, sifat polietilen dapat sangat bervariasi, bahkan di antara kumpulan berbeda yang disajikan sebagai bahan yang sama.