Το αιθυλένιο, ένα άχρωμο αέριο, φέρει μια ευδιάκριτη οσμή υδρογονανθράκων με ένα ίχνος γλυκύτητας όταν βρίσκεται σε μικρές ποσότητες.
Είναι εξαιρετικά εύφλεκτο, με θερμοκρασία ανάφλεξης 425°C, ανώτερο όριο έκρηξης 36,0% και κατώτερο όριο 2,7%. Όταν το αιθυλένιο αναμειγνύεται με τον αέρα, δημιουργεί ένα πτητικό μείγμα ικανό να εκραγεί. Η έκθεση σε ανοικτές φλόγες, έντονη θερμότητα ή οξειδωτικά προκαλεί καύση και έκρηξη.
