Les polyéthylènes sont classés en fonction de leur densité qui dépend du nombre et de la longueur des ramifications présentes sur les chaînes moléculaires.
Le polyéthylène basse densité a été inventé en 1933 par les ingénieurs anglais E.W Fawcett et R.O Gibson. Le polyéthylène haute densité a été synthétisé en 1953 par le chimiste allemand Karl Ziegler et son équipe. Le polyéthylène à basse densité linéaire a été inventé pour remplacer le PE-BD en 1979.
Le polyéthylène est le polymère de synthèse le plus employé. Il compose notamment la moitié des emballages plastiques (films à usage alimentaire, agricole...).
L'utilisation la plus visible du polyéthylène sont les sacs plastiques.
Les principales applications du HDPE sont des produits rigides : flacons (détergents, cosmétiques...), bouteilles, boîtes type Tupperware, jerricans, etc.
Les principales applications du LDPE sont des produits souples : sacs, films, sachets, sacs poubelles, récipients souples (ketchup, crèmes hydratantes...), etc.
Le polyéthylène réticulé (PER) montre une meilleure tenue thermique que le PE. Pour la fabrication de gaines de câbles, la réticulation se fait en général après extrusion.
Le UHMWPE (PE à poids moléculaire « ultra-haut »), tel le Dyneema, est utilisé pour ses hautes performances (un rapport résistance/masse 40 % supérieur à celui des aramides (Kevlar). On le trouve dans les équipements sportifs (ski, snowboard, surf, cerfs-volants, etc.), le matériel de protection, notamment balistique (gilets pare-balles) ou moto (tenues à haute résistance à l'abrasion), les implants chirurgicaux, les plaques pour remplacer la glace des patinoires, etc.
Remarque : le polyéthylène téréphtalate (PET) est un polyester saturé utilisé pour la fabrication de fibres textiles, de bouteilles pour boissons, d'emballages, etc.
Le polyéthylène est également un additif alimentaire (Cire de polyéthylène oxydée/E914)