Polyethylen (PE) ist ein Thermoplast, gemeinhin als ein Polyolefin bezeichnet. Einige der gebräuchlichen Formen von Polyethylen sind: HDPE, LDPE, LLPE, MDPE und UHMW. Die Bearbeitung von Polyethylen kann entweder mit einem 9,3 µm oder einem 10,6 µm CO₂-Laser ohne einen nennenswerten Unterschied bei der Bearbeitungsqualität erfolgen. Polyethylen absorbiert die Energie eines 1,06 µm Faserlasers nicht ohne Weiteres. Das Schneiden von Polyethylen kann mit einem CO₂-Laser erfolgen und erzeugt einen sauberen Schnitt ohne Verfärbung mit einer nahe der Abtragungsstelle geringfügig erhöhten Kante. Lasergravieren und Lasermarkieren von Polyethylen sind mit einem CO₂-Laser möglich. Das Lasermarkieren und Lasergravieren kann jedoch aufgrund des relativ niedrigen Schmelzpunkts von Polyethylen zu einem lokal begrenzten Abschmelzen und einer ungleichmäßigen Oberfläche führen.