Dobra odporność na ciepło: W przypadku w pełni aromatycznych poliimidów początkowa temperatura rozkładu wynosi zwykle około 500 stopni. Poliimidy syntetyzowane z dibezwodnika bifenylu i p-fenylenodiaminy mają temperaturę rozkładu termicznego sięgającą 600 stopni, co czyni je jednymi z dotychczas najbardziej stabilnych termicznie polimerów.
Ekstremalna odporność na niskie temperatury: Nie stają się kruche w ciekłym azocie w temperaturze termodynamicznej 4 K (-269 stopni).
Doskonałe właściwości mechaniczne: Wytrzymałość na rozciąganie bez wypełnienia przekracza 100 MPa, przy czym piromelityczne folie poliimidowe osiągają 250 MPa, a folie bifenylopoliimidowe (Upilex) osiągają 530 MPa. Jako tworzywo sztuczne jego moduł sprężystości wynosi zazwyczaj 3-4 GPa. Obliczenia teoretyczne pokazują, że włókna poliimidowe syntetyzowane z dibezwodnika piromelitowego i p-fenylenodiaminy mają moduł sprężystości do 500 GPa, ustępując jedynie włóknu węglowemu;
Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej: współczynnik rozszerzalności cieplnej poliimidu wynosi od 2×10⁻⁵ do 3×10⁻⁵/stopień, podczas gdy poliimid typu bifenylowego- może osiągnąć 10⁻⁶/stopień, porównywalnie do metali, a niektóre odmiany mogą nawet osiągnąć 10⁻⁷/stopień;
Dobra wydajność przetwarzania: Poliimid można przetwarzać większością metod polimerowych, w tym odlewaniem w roztworze, powlekaniem zawiesinowym i sitodrukiem, a także metodami przetwarzania w stanie stopionym, takimi jak prasowanie na gorąco, wytłaczanie, formowanie wtryskowe, a nawet formowanie transferowe (RTM) prepolimerów o bardzo niskiej lepkości stopu;
Doskonałe właściwości dielektryczne. Względna przenikalność elektryczna zwykłego poliimidu wynosi około 3,4. Wprowadzenie fluoru, dużych grup bocznych lub rozproszenie powietrza w nanoskali w poliimidzie może zmniejszyć przenikalność względną do około 2,5. Strata dielektryczna wynosi 10⁻³, a wytrzymałość dielektryczna 100-300 kV/mm. Zachowuje dobre właściwości izolacyjne w szerokim zakresie temperatur i częstotliwości.
Jest nietoksyczny-i może wytrzymać tysiące cykli sterylizacji. Niektóre poliimidy mają również doskonałą biokompatybilność.
Inne korzyści obejmują wysoką odporność na promieniowanie,-właściwości samogasnącego polimeru, niskie wytwarzanie dymu i bardzo niskie odgazowanie w wysokiej próżni.
