Dobra otpornost na toplotu: Za potpuno aromatične poliimide, početna temperatura raspadanja je generalno oko 500 stepeni. Poliimidi sintetizirani iz bifenil dianhidrida i p-fenilendiamina imaju temperaturu termičke razgradnje koja dostiže 600 stepeni, što ih čini jednim od termički najstabilnijih polimera do sada.
Otpornost na ekstremne niske temperature: Ne postaju krhke u tečnom azotu na termodinamičkoj temperaturi od 4 K (-269 stepeni).
Odlična mehanička svojstva: Neispunjena vlačna čvrstoća je iznad 100 MPa, pri čemu piromelitni poliimidni filmovi dostižu 250 MPa i bifenil poliimidni filmovi (Upilex) dostižu 530 MPa. Kao inženjerska plastika, njen modul elastičnosti je tipično 3-4 GPa. Teorijski proračuni pokazuju da poliimidna vlakna sintetizirana od piromelitnog dianhidrida i p-fenilendiamina imaju modul elastičnosti do 500 GPa, drugi odmah nakon karbonskih vlakana;
Nizak koeficijent termičke ekspanzije: Koeficijent termičkog širenja poliimida je između 2×10⁻⁵ i 3×10⁻⁵/ stepen, dok poliimid bifenil- tipa može dostići 10⁻⁶/ stepen, uporediv sa koeficijentom različitih metala, a neki čak i ⁻⁶/ stepenu, a neki čak i ⁻0⁷/;
Dobre performanse obrade: Poliimid se može obraditi upotrebom većine polimernih metoda, uključujući livenje u rastvoru, premazivanje suspenzijom i sitotisak, kao i metode obrade taline kao što su vruće prešanje, ekstruzija, injekcijsko prešanje, pa čak i transferno livenje (RTM) predpolimera sa vrlo niskim viskozitetom taline;
Odlična dielektrična svojstva. Relativna permitivnost običnog poliimida je oko 3,4. Uvođenje fluora, velikih bočnih grupa ili dispergiranje zraka na nanorazmjeri u poliimidu može smanjiti relativnu permitivnost na oko 2,5. Dielektrični gubitak je 10⁻³, a dielektrična čvrstoća je 100-300 kV/mm. Održava dobra izolacijska svojstva u širokom rasponu temperatura i frekvencija.
Nije-toksičan i može izdržati hiljade ciklusa sterilizacije. Neki poliimidi takođe imaju odličnu biokompatibilnost.
Ostale prednosti uključuju visoku otpornost na zračenje, svojstva samogasivog polimera, nisko stvaranje dima i vrlo malo ispuštanje plinova pod visokim vakuumom.
