Гарна термостійкість: для повністю ароматичних поліімідів початкова температура розкладання зазвичай становить близько 500 градусів. Полііміди, синтезовані з біфенілдіангідриду та п-фенілендіаміну, мають температуру термічного розкладання, що досягає 600 градусів, що робить їх одними з найбільш термічно стійких полімерів на сьогоднішній день.
Стійкість до низьких температур: вони не стають крихкими в рідкому азоті при термодинамічній температурі 4 К (-269 градусів).
Чудові механічні властивості: міцність на розрив без наповнювача становить понад 100 МПа, у піромелітичних поліімідних плівок – 250 МПа, а в біфенілполіімідних плівок (Upilex) – 530 МПа. Як інженерний пластик його модуль пружності зазвичай становить 3-4 ГПа. Теоретичні розрахунки показують, що поліімідні волокна, синтезовані з діангідриду піромеліту і п-фенілендіаміну, мають модуль пружності до 500 ГПа, поступаючись лише вуглецевому волокну;
Низький коефіцієнт теплового розширення. Коефіцієнт теплового розширення полііміду становить від 2×10⁻⁵ до 3×10⁻⁵/градус, тоді як поліімід біфеніл-типу може досягати 10⁻⁶/градус, що можна порівняти з металами, а деякі різновиди можуть навіть досягати 10⁻⁷/градус;
Хороша продуктивність обробки: поліімід можна обробляти за допомогою більшості полімерних методів, включаючи лиття з розчину, суспензійне покриття та трафаретний друк, а також методи обробки розплаву, такі як гаряче пресування, екструзія, лиття під тиском і навіть трансферне формування (RTM) преполімерів з дуже низькою в'язкістю розплаву;
Відмінні діелектричні властивості. Відносна діелектрична проникність звичайного полііміду становить близько 3,4. Введення фтору, великих бічних груп або диспергування повітря на нанорозмірі в поліімід може знизити відносну діелектричну проникність приблизно до 2,5. Діелектричні втрати 10⁻³, а діелектрична міцність 100-300 кВ/мм. Він зберігає хороші ізоляційні властивості в широкому діапазоні температур і частот.
Він не-токсичний і може витримати тисячі циклів стерилізації. Деякі полііміди також мають чудову біосумісність.
Інші переваги включають високу радіаційну стійкість, -самозатухаючі властивості полімеру, низьке димоутворення та дуже низьке виділення газів під високим вакуумом.
