O EPS não tem limite na exposição a baixas temperaturas; a temperatura mínima de utilização corresponde à da liquefação dos gases componentes do ar contido nas células.
No entanto, como todos os plásticos, o EPS tem um limite superior de exposição à temperatura. Este limite varia em função do tempo de exposição à temperatura e das cargas a que o EPS for sujeito. A temperatura máxima do EPS poderá ultrapassar os 100° C em exposições muito curtas, baixando para 80-85° C em situações de exposição prolongada com a aplicação de cargas elevadas (ver tabela de propriedades do EPS).
Com a aplicação de temperaturas mais elevadas a estrutura celular do EPS começa a fundir, permitindo a saída do ar, consequentemente causando a perda de espessura e das propriedades isolantes.

O EPS, como qualquer material, dilata e contrai em função da variação da temperatura a que estiver sujeito (ver tabela de propriedades do EPS).

A dilatação térmica linear do EPS pode ser importante nalgumas aplicações tal como, por exemplo, em câmaras frigorificas e no isolamento térmico pelo exterior, tendo de ser tomada em consideração nas soluções construtivas a adoptar. Nestes casos recorre-se a utilização de placas de EPS com dimensões faciais mais reduzidas.