Molekularna struktura PEEK-a čini ga jednom od najrobusnijih inženjerskih plastičnih materijala dostupnih danas. Može da radi neprekidno na temperaturama do 250 stepeni i toleriše kratkotrajne izlete do 300 stepeni. Osim otpornosti na toplinu, PEEK je gotovo nerastvorljiv u svim uobičajenim rastvaračima. Otporan je na napade jakih kiselina, lužina i ugljovodonika, što ga čini poželjnim materijalom za komponente izložene jakim hemikalijama, kao što su zaptivke pumpe i delovi ventila.
Pored svoje termičke i hemijske otpornosti, PEEK nudi odlična mehanička svojstva. Ima visoku vlačnu čvrstoću i modul savijanja, zajedno sa izvanrednom otpornošću na zamor, što mu omogućava zamjenu metalnih dijelova u mnogim konstrukcijskim aplikacijama. Budući da je inherentno čist i otporan na vatru (postiže UL94 V-0 ocjenu bez aditiva), PEEK je biokompatibilan i steriliziran, što ga čini idealnim za medicinske implantate, hirurške instrumente i komponente za rukovanje poluvodičkim pločicama.
Uprkos svojim nevjerovatnim performansama, PEEK predstavlja jedinstvene izazove obrade. Zahteva izuzetno visoke temperature topljenja, obično između 360 stepeni i 400 stepeni, i visoko zagrejane kalupe kako bi se sprečilo prerano hlađenje i unutrašnji stres. Kao rezultat, potrebne su specijalizovane mašine za brizganje na visokim temperaturama ili precizna CNC obrada. Pravilno žarenje nakon strojne obrade također je ključno za ublažavanje unutrašnjih naprezanja, osiguravajući da završni dio zadrži svoju dimenzijsku točnost i mehaničku čvrstoću u ekstremnim radnim okruženjima.