Poliimid posiada doskonałe właściwości fizyczne, których makroskopowe objawy są ściśle związane ze sztywnymi pierścieniami imidowymi i szkieletem aromatycznym w jego strukturze molekularnej. Ten typ materiału to zazwyczaj żółtawe lub brązowawo-żółte ciało stałe, które można przetwarzać na różne postacie, takie jak folie, włókna, materiały sypkie i powłoki, przy czym najczęściej stosowana jest folia poliimidowa.
Pod względem właściwości termicznych poliimid wykazuje wysoką stabilność termiczną i wysoką temperaturę zeszklenia (Tg). Większość odmian utrzymuje stabilność strukturalną i integralność wydajności nawet w wysokich temperaturach i ma stosunkowo wysoką temperaturę rozkładu termicznego. Niski współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej i dobra stabilność wymiarowa podczas zmian temperatury sprawiają, że nadaje się do zastosowań wymagających dużej precyzji.
Pod względem właściwości mechanicznych poliimid posiada wysoką wytrzymałość na rozciąganie i moduł sprężystości, a jednocześnie wykazuje pewną wytrzymałość i odporność na zmęczenie. Różne typy strukturalne poliimidu wykazują różnice w sztywności i elastyczności, które można regulować poprzez konstrukcję molekularną.
Pod względem właściwości elektrycznych poliimid charakteryzuje się niską stałą dielektryczną i stratami dielektrycznymi, a także doskonałymi właściwościami izolacji elektrycznej, utrzymując stabilne parametry elektryczne w szerokim zakresie częstotliwości i temperatur. Dlatego jest szeroko stosowany w polach izolacji elektronicznej i elektrycznej.
Co więcej, poliimid charakteryzuje się niską gęstością i dobrą odpornością na promieniowanie, wykazując dobrą stabilność w przestrzeni kosmicznej i środowiskach-o wysokiej energii. Chociaż wykazuje pewną higroskopijność, wpływ wchłaniania wilgoci na wydajność można w pewnym stopniu zmniejszyć poprzez konstrukcję konstrukcyjną i modyfikację materiału.
