聚乙烯塑料薄膜具有良好的热学性能和耐候性能，能够适应多种温度条件下的使用和存放。聚乙烯塑料薄膜的使用温度范围一般为-60℃至＋60℃，HDPE土工膜可在-60℃至＋60℃的环境温度下稳定工作。低温适应性：聚乙烯薄膜的低温脆化温度可达-70℃，在严寒地区冬季使用和施工时仍能保持良好的柔韧性和抗冲击性能，不会因低温而变脆断裂。经50次冻融循环后，聚乙烯薄膜的性能衰减率不超过5％，能够适应反复冻融的恶劣环境。高温适应性：聚乙烯的熔点约为110℃至130℃，在60℃的环境下可长期稳定工作。HDPE薄膜的耐热性优于LDPE薄膜，可用作蒸煮袋的热封层。聚乙烯薄膜的耐热性较差，不能用于需要在高温条件下使用的场合（如高温灭菌包装）。抗紫外线性能：纯聚乙烯薄膜对紫外线较为敏感，长期暴露于阳光下会发生光氧化降解，导致材料变脆、云南大理当地强度下降。为了改善抗紫外线性能，聚乙烯薄膜在生产过程中通常添加2.0％至3.0％的炭黑作为紫外线吸收剂。碳黑含量2.0％±0.2％的膜材，其人工加速老化试验可达2000小时以上，较常规膜材服役寿命延长3倍。添加了炭黑的黑色聚乙烯薄膜具有优异的抗紫外线能力，适用于户外长期暴露的场合。对于需要抗紫外线且保持透明性的场合，可使用添加受阻胺类光稳定剂（HALS）的透明抗老化配方。聚乙烯薄膜的耐候性能还可通过添加抗氧剂来抵抗热氧老化，氧化诱导时间（OIT）要求不低于100分钟，保障在强日照环境下服役寿命不低于50年。聚乙烯薄膜的热收缩性能也是包装应用中的重要指标，热收缩薄膜在受热时可沿纵横方向收缩，紧紧包裹住被包装物。