PEEK обладает превосходной термостойкостью и температурой плавления до 343°C. Поскольку PEEK представляет собой полутвердый термопласт, он может сохранять превосходные механические свойства вблизи точки плавления, что очень редко встречается в пластмассах. В то же время ПЭЭК долго выдерживает низкие температуры и может использоваться в качестве компонента оборудования, работающего на жидком азоте.