Οι ιδιότητες του υλικού πολυστυρενίου το καθιστούν ένα από τα πιο βαριά κατασκευασμένα και χρησιμοποιημένα πλαστικά στον κόσμο από το 2011. Αυτό περιλαμβάνει το πρωταρχικό γεγονός ότι η δομή του πολυστυρενίου είναι θερμοπλαστικό, πράγμα που σημαίνει ότι γίνεται μαλακό και εύκαμπτο σε θερμοκρασία περίπου 212° Φαρενάιτ (100° Κελσίου) χωρίς να υποβαθμίζει τους χημικούς δεσμούς του, επιτρέποντας στο πλαστικό να διαμορφωθεί σε πολλές χρήσιμες μορφές και προϊόντα. Δεδομένου ότι είναι επίσης μια φυσικά διαυγής πλαστική ένωση που προέρχεται από πετρέλαιο, μπορεί να του δοθούν πολλά διαφορετικά μόνιμα χρώματα αναμειγνύοντας χρωστικές σε αυτό όταν είναι σε υγρή κατάσταση, κάτι που του επιτρέπει να χρησιμοποιείται για τα πάντα, από κοσμήματα κοστουμιών μέχρι πλαστικά γράμματα και παιχνίδια. σε εξαρτήματα μηχανών.
Η φύση των ιδιοτήτων του πολυστυρενίου αναγνωρίστηκε για πρώτη φορά το 1839 από έναν Γερμανό ονόματι Eduard Simon, ο οποίος το εξευγενίστηκε από φυσική ρητίνη που ελήφθη από το δέντρο Sweetgum, ή Liquidambar orientalis. Το πλαστικό δεν κατασκευάστηκε ευρέως παρά σχεδόν έναν αιώνα αργότερα, ωστόσο, με τις γερμανικές εταιρείες να κυριαρχούν στην αγορά στις αρχές της δεκαετίας του 1930 και οι αμερικανικές εταιρείες να εμπλακούν μέχρι το 1937. Δεδομένου ότι οι ιδιότητες διογκωμένης πολυστερίνης για τα περισσότερα προϊόντα περιλαμβάνουν ότι το πλαστικό είναι αρκετά άκαμπτο, είναι ξεπέρασε τις πωλήσεις παγκοσμίως από ένα πιο μαλακό αλλά συγγενικό πλαστικό γνωστό ως πολυαιθυλένιο.
Τόσο τα πλαστικά από πολυστυρένιο όσο και από πολυαιθυλένιο ανήκουν στην κατηγορία των ενώσεων που είναι γνωστά ως πολυμερή βινυλίου. Ένα πολυμερές βινυλίου εμφανίζει χημεία πολυστυρενίου με τη σύνδεση μακριών αλυσίδων μικρών μονομερών ενώσεων βινυλίου που είναι μεμονωμένα άτομα άνθρακα διπλά συνδεδεμένα με δύο άτομα υδρογόνου. Ενώ το πολυαιθυλένιο θεωρείται το πιο απλό από τα πολυμερή βινυλίου, άλλα στην ομάδα μοιράζονται πολλές ιδιότητες πολυστυρενίου, όπως το πολυπροπυλένιο και το χλωριούχο πολυβινύλιο (PVC).
Οι ιδιότητες του αφρού πολυστυρενίου, όπου ο αέρας ή το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να αναμιχθεί στο πλαστικό κατά τη θέρμανση, το καθιστούν επίσης ιδανικό υλικό συσκευασίας και μόνωσης για εμπορεύματα περίεργου σχήματος, τα οποία μπορούν να μορφοποιηθούν για να αποφευχθεί η θραύση κατά την αποστολή. Η χημεία του πολυστυρενίου καθιστά επίσης την ένωση αδρανής για την αποθήκευση πολλών βιομηχανικών χημικών ουσιών και τροφίμων σε κανονική θερμοκρασία δωματίου, αλλά δεν έχει σχεδιαστεί για να περιέχει θερμαινόμενα υλικά καθώς μπορεί να απελευθερώσει καρκινογόνες ενώσεις στυρενίου στα τρόφιμα κατά τη διαδικασία. Αυτές οι ιδιότητες του πολυστυρενίου έχουν οδηγήσει στην πιο ορατή χρήση του στην καταναλωτική αγορά ως το υλικό που έγινε γνωστό ως φελιζόλ.
Η θερμοπλαστική φύση της χημικής ένωσης πολυστυρενίου είχε ως αποτέλεσμα τη χρήση της για πολλούς τύπους δοχείων τροφίμων και πλαστικών εξαρτημάτων όπως σκεύη φαγητού που θεωρούνται είδη μιας χρήσης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ιδιότητες του πολυστυρενίου περιλαμβάνουν ότι μπορεί εύκολα να ανακυκλωθεί με συμπίεση, αποστείρωση και τήξη του για να μετατραπεί σε άλλα προϊόντα. Ωστόσο, δεν είναι βιοδιασπώμενο προϊόν και μπορεί να αντέξει την έκθεση στο ηλιακό φως και στο φυσικό περιβάλλον για εκατοντάδες χρόνια πριν αρχίσει να διασπάται φυσικά.