Polietylen o małej-gęstości (LDPE), jako ważna kategoria żywic termoplastycznych-ogólnego zastosowania, swoje zalety użytkowe zawdzięcza unikalnemu składowi chemicznemu i strukturze molekularnej. Na poziomie molekularnym LDPE powstaje z monomerów etylenu w wyniku polimeryzacji wolnorodnikowej. Jego głównymi składnikami są węgiel (C) i wodór (H), o ogólnym wzorze chemicznym (C₂H₄)ₙ, gdzie n oznacza stopień polimeryzacji, zwykle wahający się od kilku tysięcy do dziesiątków tysięcy.
Struktura molekularna LDPE opiera się na-alkanach o długich łańcuchach, ale zasadnicza różnica w stosunku do polietylenu o dużej-gęstości (HDPE) polega na-rozkładzie rozgałęzionych łańcuchów o dużej gęstości. Podczas polimeryzacji wolnorodnikowe reakcje łańcuchowe łatwo powodują przeniesienie łańcucha, w wyniku czego powstają liczne krótkie rozgałęzienia (takie jak metyl i etyl) oraz niewielka liczba długich rozgałęzień w głównym łańcuchu. Te rozgałęzione łańcuchy zakłócają regularny układ łańcuchów molekularnych, utrudniając tworzenie obszarów krystalicznych i powodując krystaliczność jedynie 40%-60% (znacznie niższą niż 80%-90% HDPE). Jest to bezpośrednia przyczyna jego „niskiej gęstości” – zakres gęstości wynosi zazwyczaj 0,910-0,940 g/cm3.
Z punktu widzenia składu pierwiastkowego LDPE zawiera około 85,7% węgla i 14,3% wodoru i prawie nie zawiera innych zanieczyszczeń (produkty klasy przemysłowej mogą zawierać śladowe ilości pozostałości katalizatora lub przeciwutleniaczy, ale główna struktura pozostaje czystym węglowodorem). Ten prosty skład chemiczny zapewnia mu doskonałą obojętność chemiczną: jest nierozpuszczalny w kwasach, zasadach i większości rozpuszczalników organicznych w temperaturze pokojowej, jedynie powoli pęcznieje w wysoko-wrzących-węglowodorach (takich jak toluen); jednocześnie struktura wiązań wodorowych w węglu nasyconym- zapewnia mu dobrą odporność na warunki atmosferyczne i izolację elektryczną, dzięki czemu nadaje się do opakowań zewnętrznych i ochrony podzespołów elektronicznych.
Należy podkreślić, że LDPE ma szeroki rozkład masy cząsteczkowej (wskaźnik polidyspersyjności około 2-6), cechę ściśle związaną z procesem polimeryzacji. Szeroki rozkład masy cząsteczkowej zapewnia dobrą płynność stopu (ułatwia przetwarzanie i formowanie) oraz zwiększa wytrzymałość materiału poprzez synergistyczny efekt segmentów łańcuchów o różnej masie cząsteczkowej - krótkie łańcuchy zapewniają sztywne podparcie, podczas gdy długie łańcuchy pochłaniają energię uderzenia poprzez splątanie.
Ogólnie rzecz biorąc, skład chemiczny LDPE koncentruje się na monomerach etylenu, co pozwala osiągnąć równowagę pomiędzy niską gęstością a wysoką wytrzymałością poprzez kontrolę struktury rozgałęzionej. Prosty szkielet węglowodorowy i unikalne rozmieszczenie gałęzi razem ustanawiają jego niezastąpioną pozycję w foliach, formowaniu wtryskowym i innych dziedzinach. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na ekologiczną produkcję, nowym kierunkiem badań przemysłowych staje się precyzyjna kontrola jej składu chemicznego (np. zmniejszenie gęstości gałęzi w celu poprawy możliwości recyklingu).