Hyvä lämmönkestävyys: Täysin aromaattisille polyimideille alkuperäinen hajoamislämpötila on yleensä noin 500 astetta. Bifenyylidianhydridistä ja p-fenyleenidiamiinista syntetisoitujen polyimidien lämpöhajoamislämpötila on jopa 600 astetta, mikä tekee niistä yhden lämpöstabiiliimmista polymeereistä tähän mennessä.
Äärimmäisen matalan lämpötilan kestävyys: Ne eivät haurastu nestetypessä termodynaamisessa lämpötilassa 4 K (-269 astetta).
Erinomaiset mekaaniset ominaisuudet: Täytön vetolujuus on yli 100 MPa, pyromellittisten polyimidikalvojen ollessa 250 MPa ja bifenyylipolyimidikalvojen (Upilex) 530 MPa. Teknisenä muovina sen kimmomoduuli on tyypillisesti 3-4 GPa. Teoreettiset laskelmat osoittavat, että pyromelliittidianhydridistä ja p-fenyleenidiamiinista syntetisoitujen polyimidikuitujen kimmomoduuli on jopa 500 GPa, toiseksi vain hiilikuidusta;
Alhainen lämpölaajenemiskerroin: Polyimidin lämpölaajenemiskerroin on välillä 2×10⁻⁵ ja 3×10⁻⁵/aste, kun taas bifenyyli--tyyppinen polyimidi voi saavuttaa 10⁻⁶/aste, verrattavissa metallien lämpölaajenemiskerroin, ja jotkut lajikkeet voivat jopa saavuttaa ⁻ 10⁻/aste;
Hyvä prosessointikyky: Polyimidiä voidaan käsitellä useimmilla polymeerimenetelmillä, mukaan lukien liuosvalu, suspensiopinnoitus ja silkkipainatus, sekä sulakäsittelymenetelmiä, kuten kuumapuristus, suulakepuristus, ruiskupuristus ja jopa siirtomuovaus (RTM) esipolymeerien, joiden sulaviskositeetti on erittäin alhainen;
Erinomaiset dielektriset ominaisuudet. Tavallisen polyimidin suhteellinen permittiivisyys on noin 3,4. Fluorin, suurten sivuryhmien lisääminen tai ilman hajottaminen nanomittakaavassa polyimidissä voi pienentää suhteellisen permittiivisyyden noin 2,5:een. Dielektrinen häviö on 10-3 ja dielektrinen lujuus 100-300 kV/mm. Se säilyttää hyvät eristysominaisuudet laajalla lämpötila- ja taajuusalueella.
Se ei ole -myrkyllinen ja kestää tuhansia sterilointijaksoja. Joillakin polyimideillä on myös erinomainen bioyhteensopivuus.
Muita etuja ovat korkea säteilynkestävyys, itsestään{0}}sammuvat polymeeriominaisuudet, alhainen savun muodostus ja erittäin alhainen kaasunmuodostus korkeassa tyhjiössä.
