L'une des propriétés les plus remarquables du polyéthylène UHMW est son extrême résistance à l'abrasion, un atout précieux dans de nombreuses applications d'ingénierie. Parmi tous les plastiques, sa résistance à l'usure est la meilleure, surpassant celle de nombreux métaux (comme l'acier au carbone, l'acier inoxydable, le bronze, etc.). Plus le poids moléculaire du polyéthylène est élevé, plus sa résistance à l'usure est importante.

La résistance aux chocs du polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire est liée à son poids moléculaire. Lorsque ce dernier est inférieur à 2 millions, la résistance aux chocs augmente avec le poids moléculaire, atteignant un maximum aux alentours de 2 millions. Au-delà de ce pic, la résistance aux chocs diminue car la structure anormale de la chaîne moléculaire entrave la photocristallisation, laissant une large région amorphe au sein de la macromolécule, capable d'absorber une grande partie de l'énergie d'impact.

Le polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire (UHMWPE) est extrêmement résistant à l'usure, possède un faible coefficient de frottement et offre d'excellentes propriétés d'autolubrification, ce qui en fait un matériau idéal pour les bagues, les patins et les garnitures de paliers. Son utilisation pour les pièces de friction des machines améliore leur durée de vie et permet de réaliser des économies d'énergie.

Le polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire présente une excellente résistance à la corrosion chimique. À l'exception de l'acide nitrique concentré et de l'acide sulfurique concentré, il reste stable dans toutes les solutions de soude et d'acide, y compris l'acide chlorhydrique concentré à 80 °C, l'acide nitrique à moins de 20 % et l'acide sulfurique à moins de 75 %. Il est également stable dans l'eau et les détergents liquides. Cependant, il peut gonfler au contact de composés aromatiques ou halogénés (surtout à haute température), ce qui exige des précautions lors de son utilisation.

Le polyéthylène UHMWPE possède un taux d'absorption d'eau extrêmement faible. Il est quasiment non absorbant et ne gonfle pas au contact de l'eau, ce qui le rend beaucoup moins absorbant que le nylon.

Selon la méthode ASTM (charge de 4,6 kg/cm²), la température de déformation à chaud est de 85 °C. Sous de faibles charges, la température de service peut atteindre 90 °C. Dans certains cas particuliers, des températures plus élevées sont admissibles. Grâce à son excellente ténacité, le polyéthylène à haute masse moléculaire présente une résistance exceptionnelle aux basses températures, conservant sa ductilité jusqu'à -269 °C sans signe de fragilisation.

Le polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire (UHMWPE) présente des propriétés électriques exceptionnelles sur une large plage de températures. Il possède une résistivité volumique de 10¹⁸ Ω·cm, une tension de claquage de 50 kV/mm et une constante diélectrique de 2,3. Ses propriétés électriques varient très peu dans sa plage de fonctionnement à haute température, ce qui le rend particulièrement adapté aux composants structuraux en génie électrique et aux équipements de papeterie.

Le polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire est insipide, non toxique, inodore, non corrosif et biocompatible. Son utilisation est approuvée par la FDA (Food and Drug Administration) et l'USDA (Département de l'Agriculture des États-Unis) pour le contact direct avec les aliments et les médicaments. Sa résistance à l'usure, sa résistance aux chocs et ses propriétés d'autolubrification le distinguent parmi les plastiques techniques.