Polyetheretherketon hat eine sehr hohe Dauergebrauchstemperatur (bis zu +260° C) und eine sehr hohe Festigkeit, eine sehr hohe Steifigkeit und eine hohe Zähigkeit. Des Weiteren besitzt PEEK eine hervorragende Abriebfestigkeit und ein ausgezeichnetes Gleitvermögen sowie einen niedrigen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten. PEEK zeichnet sich zudem durch eine gute Zerspanbarkeit aus. Der Kunststoff ist schwer entflammbar sowie selbstverlöschend und hat im Brandfall eine nur sehr geringe Rauchentwicklung.
Aufgrund der guten Beständigkeit gegen Gamma- und Röntgenstrahlen gibt es PEEK für spezielle Bereiche wie z. B. den Medizinbereich in weiteren Ausführungen mit entsprechenden Zulassungen, aber auch mit zusätzlichen Modifikationen wie Graphit, Kohlefaser und PTFE für verbesserte Gleiteigenschaften. Des Weiteren ist PEEK mit Glasfaser für eine bessere Steifigkeit und Maßhaltigkeit verfügbar. PEEK ist geeignet für Lebensmittelkontakt, ist UV- und witterungsbeständig.