Polyimid har utmerkede fysiske egenskaper, hvis makroskopiske manifestasjoner er nært knyttet til de stive imidringene og aromatiske ryggraden i sin molekylære struktur. Denne typen materiale er vanligvis et gult til brunaktig-gult fast stoff og kan bearbeides til ulike former som filmer, fibre, bulkmaterialer og belegg, med polyimidfilmer som er de mest brukte.
Når det gjelder termiske egenskaper, viser polyimid høy termisk stabilitet og høy glassovergangstemperatur (Tg). De fleste varianter opprettholder strukturell stabilitet og ytelsesintegritet selv ved høye temperaturer, og har en relativt høy termisk nedbrytningstemperatur. Den lave koeffisienten for lineær termisk ekspansjon og gode dimensjonsstabilitet under temperaturendringer gjør den egnet for applikasjoner som krever høy presisjon.
Når det gjelder mekaniske egenskaper, har polyimid høy strekkfasthet og elastisitetsmodul, samtidig som det viser en viss seighet og utmattelsesmotstand. Ulike strukturelle typer polyimid viser forskjeller i stivhet og fleksibilitet, som kan justeres gjennom molekylær design.
Når det gjelder elektriske egenskaper, har polyimid lav dielektrisk konstant og dielektrisk tap, samt utmerkede elektriske isolasjonsegenskaper, og opprettholder stabil elektrisk ytelse over et bredt frekvens- og temperaturområde. Derfor er det mye brukt i elektroniske og elektriske isolasjonsfelt.
Videre viser polyimid lav tetthet og god strålingsmotstand, og viser god stabilitet i verdensrommet og miljøer med høy-energi. Selv om det viser en viss hygroskopisitet, kan virkningen av fuktighetsabsorpsjon på ytelsen reduseres til en viss grad gjennom strukturell design og materialmodifisering.
