橡胶行业是国民经济支柱的重要产业之一，对人类社会的发展起非常重要的作用。橡胶是航空航天、电子电气、医疗卫生以及汽车、石油、化工、机械、电子、仪表、轻工、建筑、矿山、农业和新能源等行业中必不可少的高分子材料，也是国防尖端工业中无法替代的关键材料。
随着高新技术的快速发展，人们对橡胶的使用性能提出了更高的要求，单一的橡胶材料已无法完全满足应用要求，为了拓宽橡胶的应用范围，需要对其进行改性。高性能化、环境友好化、复合化、生物化及多功能化是当代橡胶改性的发展方向。
橡胶改性主要包括化学改性和物理改性。
化学改性指通过一定的化学反应，在分子链上引入不同的功能基团或链段，通过改变聚合物的结构，达到使用所需要的目标。氢化、环化、卤化、接枝、共聚、环氧化等属于化学改性。化学改性可以在橡胶的合成阶段直接进行，也可以在合成大分子之后对大分子进行化学改性，以及在生胶加工过程中进行化学改性。
橡胶与橡胶并用、橡胶与树脂共混、橡胶填充等属于物理改性。
两种或多种橡胶的并用不仅可以取长补短，最重要的是可以获得使用性能、工艺性能等综合性能优良且成本低的橡胶材料。其中较难克服的问题就是各组分的相容性及共硫化问题。目前，解决这些问题的途径主要是选择合适的硫化体系和相容剂，使各组分能够很好地共硫化。此外还可以从混合工艺上进行改进。合理的配方、合适的相容剂及正确的加工工艺能够使橡胶材料达到理想的性能要求。
橡胶与树脂的共混有利于结合橡胶与树脂的各自优点，并可以制备热塑性弹性体。
填充改性能够在某种程度上提高橡胶的物理机械性能，降低原材料的成本，或赋予材料新的功能，获得具有导电、导热、耐热、耐油、阻燃、阻尼、绝缘或屏蔽性能的橡胶材料。关键是如何提高填料在橡胶基体中的分散性，并提高橡胶与填料之间的相容性。
近年来，纳米材料改性在橡胶的改性中占有重要位置。纳米微粒具有比表面积大、尺寸小、表面能和表面张力随粒径的下降而急剧增大等优点。经过纳米材料改性的橡胶复合材料既保持了橡胶的许多优良性能，又具备纳米材料的很多优点。其首要难题是如何提高纳米粒子在橡胶基体中的分散性并减少团聚，只有解决好这一问题，纳米粒子的特性才能得到充分利用，从而使橡胶的性能得到最大限度的提高。
互穿聚合物网络具有网络互穿结构以及强迫互容、界面互穿、协同作用和加工性能复合的特点，依赖聚合物的共混比例、形态、交联密度和特性，显示出特殊的性能。
短纤维增强橡胶复合材料既有很高的机械强度，又保留了橡胶独一无二的黏弹特性。
热塑性弹性体在常温下使用时显示出橡胶特有的高弹性和优异的力学性能，在较高的成型加工温度下又具有良好的热塑流动性。动态硫化和茂金属催化技术的应用，使热塑性弹性体向高性能化方向前进了一大步。
y射线和电子束(EB)等的辐射技术也成为橡胶材料改性的一种强有力的手段。
传统的橡胶是以共价键的硫化方式来构建交联网络，形成的橡胶材料不溶、不熔，难回收再利用。因此，通过氢键、离子键形成交联，构建可逆交联网络，可以获得无毒无害、可循环回收利用的绿色环保型橡胶材料。
目前，橡胶改性受到高度重视，很多改性方法在橡胶制品的实际生产中已得到广泛应用。