超高分子量聚乙烯（UHMWPE）亦为线型聚合物。分子量50~500万，主链很长且互相缠结，结晶度（65%~85%）和密度（0.92~0.94g/cm3）较低。由于分子量高，熔体粘度很大，呈高弹态难以流动，熔体流动速率接近于零，很难加工。
   UHMWPE除具有一般HDPE的性能外，还具有突出的耐磨性、低摩擦系数和自润滑性，优良的耐应力开裂性、耐高温蠕变性和耐低温性（即使在-269℃也可以使用），优良的拉伸强度，极高的冲击强度，且在低温下也不下降，噪声阻尼性好。同时，具有卓越的化学稳定性和耐疲劳性，无表面吸附力，电绝缘性能优良，无毒性等优良的综合性能。
（1）耐磨性。UHMWPE的耐磨性局塑料之冠，并超过某些金属，与其他工程塑料相比，UHMWPE的砂浆磨耗指数仅是PA66的1/5，HDPE和PVC的1/10；与金属相比，是碳钢的1/7，黄铜的1/27,。这样高的耐磨性，以至于用一般塑料磨耗实验法难以测试其耐磨程度，因而专门设计了一种砂浆磨耗测试装置。UHMWPE耐磨性与分子量成正比，分子量越高，其耐磨性越好。
（2）耐冲击性。UHMWPE的冲击强度，在所有工程塑料中名列前茅，UHMWPE的冲击强度约为耐冲击PC的2倍，ABS的5倍，POM和PBTP的十余倍。耐冲击性如此之高，以至于采用通常冲击试验方法难度以使其断裂破坏。其冲击强度随分子量的增大而提高，在分子量为150万时达到最大值，然后随分子量的继续升高而逐渐下降。值得指出的是，它在液氮中（-196℃）也能保持优异的冲击强度，这一特性是其他塑料所不及的。此外，它在反复冲击后表面硬度更高。
（3）自润滑性。UHMWPE有极低的摩擦系数（0.05~0.11）,故自润滑性优异。UHMWPE的动摩擦系数在水润滑条件下是PA66和POM的1/2，在无润滑条件下仅次于塑料中自润滑性最好的聚四氟乙烯（PTFE）;当它以滑动或转动形式工作时，比钢和黄铜添加润滑油后的润滑性还要好。因此，在摩擦学领域UHMWPE被誉为成本/性能非常理想的摩擦材料。
（4）耐化学药品性。UHMWPE具有优良的耐化学药品性，除强氧化性酸液外，在一定温度和浓度范围内能耐各种腐蚀性介质（酸、碱、盐）及有机介质（萘溶剂除外）。其在20℃和80℃的80种有机溶剂种浸渍30天，外表无任何反常现象，其他物理性能也几乎没有变化。
（5）冲击能吸收性。UHMWPE具有优异的冲击能吸收性，冲击能吸收值在所有塑料中最高，因而噪声阻尼性很好，具有优良的消音效果。
（6）耐低温性。UHMWPE具有优异的耐低温性能，在液氦温度（-269℃）下仍具有延展性，因而能够用作核作业的耐低温部件。
（7）卫生无毒性。UHMWPE卫生无毒，完全符合日本卫生协会的标准，并得到美国食品和药物行政管理局和美国农业部的认可，可用于接触食品和药物。
（8）不粘性。UHMWPE表面吸附力非常微弱，其抗黏附能力仅次于塑料中不粘性最好的PTFE，因而制品表面与其他材料不易粘附。
（9）憎水性。UHMWPE吸水率很低，一般小于0.01%，仅为PA6的1%，因而在成型加工前一般不必干燥处理。
（10）密度。UHMWPE的密度比工程塑料低，一般比PTFE低56%，比POM低33%，比PBTP低30%,因此其制品非常轻便。
（11）拉伸强度。由于UHMWPE具有超拉伸取向必备的结构特征，所以有无可匹敌的超高拉伸强度，因此可通过凝胶纺丝法制得超高弹性模具和强度的纤维，其拉伸强度高达3~3.5GPa，拉伸弹性模量高达100~125GPa。纤维比强度是迄今已商品化的所有纤维中最高的，比碳纤维大4倍，比钢丝大10倍，比芳纶纤维大50%。
（12）其他性能。UHMWPE还具有优良的电气绝缘性能，比HDPE更优良的耐环境应力开裂性，比HDPE更好的耐疲劳性及耐γ射线能力。
（13）不足之处。与其他工程塑料相比，UHMWPE耐热性、刚度和硬度偏低，但可以通过填充和交联等方法来改善。从耐热性来看，UHMWPE的熔点（136℃）与普通聚乙烯大体相同，但因其分子量大，熔融黏度高，故加工难度大。