Les conditions de traitement afin de mouler le PEEK peuvent influencer la cristallinité et donc les propriétés mécaniques. Le module de Young est 3,6 GPA et la résistance à la traction 90 à 100 MPA.

Le PEEK est un thermoplastique semi-cristallin avec des propriétés mécaniques et chimiquement résistantes maintenues à des températures élevées. Il a une température de vitrification de ± 143°C et fond à ± 343°C. Il apporte une puissance mécanique élevée, une certaine rigidité et une résistance au fluage à travers une large plage de température. Il est très résistant à la dégradation thermique ainsi qu’aux dégâts causés par des milieux organiques et aqueux. Il se dissout complètement dans l’acide sulfurique à température ambiante.

Puisque le PEEK est robuste, il est utilisé pour fabriquer des produits pour des applications sévères, comme les roulements, composants de pistons, pompes, colonnes CLHP, clapets de plaque de compresseur et l’isolation de câblage. C’est l’un des plastiques compatibles avec des applications sous vide extrêmes. Il est considéré être un biomatériau avancé utilisé dans des implants médicaux. Il est utilisé extensivement dans le secteur aérospatial, le secteur automotive et les industries de traitement chimique. Il se tient aussi bien dans des applications où des températures élevées continues sont courantes.