Les plastiques sont omniprésents dans la vie contemporaine, le polyéthylène représentant la plus grande part de la production mondiale de plastique. Tous les plastiques sont des polymères composés d'unités d'hydrocarbures répétitives, et le polyéthylène en est un exemple avec son simple élément de base, l'éthylène.
L'éthylène (C₂H₄) est un gaz diatomique comportant deux atomes de carbone reliés par une double liaison et quatre atomes d'hydrogène. Lors de la polymérisation, les unités éthylène se lient bout à bout pour former de longues chaînes. Le nombre de monomères d'éthylène (son poids moléculaire) détermine si le polymère est de poids faible, moyen ou élevé, ce qui à son tour dicte ses propriétés physiques et ses applications finales.
Au cours de la Seconde Guerre mondiale, les premiers câbles électriques isolés en polyéthylène. Aujourd'hui, il couvre toute une gamme de produits, depuis les sacs d'épicerie et les jouets jusqu'aux réservoirs d'essence et aux revêtements protecteurs. Le polyéthylène de faible poids est un liquide visqueux utilisé comme lubrifiant, les variantes de poids moyen sont cireuses et les qualités de poids élevé sont des plastiques solides et durables utilisés dans les emballages, les canalisations et les composants structurels.
Le pétrole brut est la principale source d’éthylène. Lorsqu'il est soumis à un craquage thermique, il libère de l'éthylène gazeux, qui est capturé et condensé. Dans des conditions industrielles contrôlées, les molécules d'éthylène subissent une polymérisation catalytique pour produire une pâte chaude et visqueuse. Cette pâte est extrudée à travers de petits orifices, coupée en granulés (à peu près de la taille d'une grêle) et expédiée vers des installations en aval pour être moulée et extrudée en produits finis.
La nature thermoplastique du polyéthylène lui permet d’être fondu et remodelé à plusieurs reprises sans dégradation, ce qui le rend hautement recyclable. Le polyéthylène haute densité (PEHD) est largement utilisé pour les contenants alimentaires et les articles ménagers et peut être recyclé dans le cadre de programmes municipaux. Dans les régions dépourvues d'infrastructures de recyclage, le polyéthylène peut également servir de source d'énergie propre via l'incinération, détournant ainsi les déchets des décharges.