Полиэтилен, как и другие синтетические пластмассы, плохо поддается биологическому разложению и поэтому накапливается на свалках.

Однако существует ряд видов бактерий и животных, которые способны разлагать полиэтилен.
В мае 2008 года Дэниел Бурд, 16-летний канадец, стал победителем Всеканадской научной выставки в Оттаве, после того как обнаружил, что Pseudomonas fluorescens с помощью Sphingomonas может разлагать более 40% веса пластиковых пакетов в течение шести недель. Позже он предположил, что через шесть недель от них не останется и следа.[26]
Термофильная бактерия Brevibacillus borstelensis (штамм 707) была выделена из образца почвы и показала способность использовать полиэтилен низкой плотности в качестве единственного источника углерода при совместном инкубировании при температуре 50 °C. Биоразложение увеличивалось со временем под воздействием ультрафиолетового излучения.[