聚醚醚酮的熱穩定性良好，在空氣中420℃。2h情況下失重僅為2%，500℃時為2.5%,500℃時才產生顯著的熱失重。聚醚醚酮的長期使用溫度約為200℃，在此溫度下，仍可保持較高的拉伸強度和彎曲模量，它還是一種非常堅固的材料，有優異的長期耐蠕變性和耐疲勞性能。

聚醚醚酮的電絕緣性能非常優異，體積電阻率約為10~10Ω·cm。它在高頻范圍內仍具有較小的介電常數和介電損耗。例如，在10Hz時，在室它的介電常數僅為3.2，介電損耗僅為0.02。