Polietilen nizke-gostote (LDPE), kot pomembna kategorija termoplastičnih smol za-splošno uporabo, dolguje svoje prednosti učinkovitosti svoji edinstveni kemični sestavi in molekularni strukturi. Na molekularni ravni se LDPE tvori iz monomerov etilena s polimerizacijo prostih radikalov. Njegovi glavni komponenti sta ogljik (C) in vodik (H) s splošno kemijsko formulo (C₂H₄)ₙ, kjer n predstavlja stopnjo polimerizacije, ki se običajno giblje od nekaj tisoč do deset tisoč.
Molekularna struktura LDPE temelji na dolgo-verižnih alkanih, vendar je njegova ključna razlika od polietilena visoke-gostote (HDPE) v porazdelitvi visoke-gostote njegovih razvejanih verig. Med polimerizacijo verižne reakcije prostih radikalov zlahka sprožijo prenos verige, kar povzroči nastanek številnih kratkih vej (kot sta metil in etil) in majhnega števila dolgih vej na glavni verigi. Te razvejane verige zmotijo pravilno razporeditev molekulskih verig, ovirajo nastanek kristalnih območij in povzročijo kristaliničnost le 40 %-60 % (veliko nižja od 80 %-90 %) pri HDPE. To je neposredni vzrok za njegovo značilnost "nizke gostote" - njegov razpon gostote je običajno 0,910-0,940 g/cm³.
Z vidika elementarne sestave LDPE vsebuje približno 85,7 % ogljika in 14,3 % vodika, skoraj brez drugih nečistoč (industrijski -izdelki lahko vsebujejo sledove ostankov katalizatorja ali antioksidantov, vendar glavna struktura ostaja čisti ogljikovodik). Ta preprosta kemična sestava mu daje odlično kemično inertnost: je netopen v kislinah, alkalijah in večini organskih topil pri sobni temperaturi, le počasi nabrekne v ogljikovodikih z visokim-vreliščem- (kot je toluen); hkrati pa njegova nasičena struktura ogljika-vodikove vezi zagotavlja dobro vremensko odpornost in električno izolacijo, zaradi česar je primeren za zunanjo embalažo in zaščito elektronskih komponent.
Pomembno je poudariti, da ima LDPE široko porazdelitev molekulske mase (indeks polidisperznosti približno 2-6), značilnost, ki je tesno povezana s postopkom polimerizacije. Široka porazdelitev molekulske mase zagotavlja dobro pretočnost taline (olajša predelavo in oblikovanje) in poveča žilavost materiala s sinergističnim učinkom različnih segmentov verige z molekulsko maso – kratke verige zagotavljajo togo podporo, medtem ko dolge verige absorbirajo udarno energijo s prepletanjem.
Na splošno je kemična sestava LDPE osredotočena na monomere etilena, ki dosegajo ravnovesje med nizko gostoto in visoko žilavostjo z nadzorom razvejane strukture. Njegov preprost ogljikovodikov skelet in edinstvena porazdelitev vej skupaj vzpostavljata njegov nenadomestljiv položaj v filmih, brizganju in drugih področjih. Z naraščajočim povpraševanjem po zeleni proizvodnji natančen nadzor njene kemične sestave (kot je zmanjšanje gostote vej za izboljšanje možnosti recikliranja) postaja nova smer za industrijske raziskave.