Модифици́рование полимеров — направленное изменение физико-химических свойств полимеров. Многие типы модифицирования взаимосвязаны, химическое модифицирование полимеров часто сопровождается изменениям их структуры. Модифицирование полимеров может происходить за счет изменения надмолекулярной структуры полимера (структурное модифицирование физико-механических свойств без изменения химического состава полимера и его молекулярной массы). Один из методов структурного модифицирования — ориентационная модификация полимеров, которая происходит при растяжении полимера и сопровождается возникновением структурной анизотропии, которая в свою очередь проявляется в анизотропии физико-механических свойств.
Одним из путей модифицирования является введение в полимер веществ, способных с ним взаимодействовать. В зависимости от того, какие именно свойства предполагается изменять, различают пластификаторы, наполнители, стабилизаторы полимеров. Также на полимер воздействуют химическими или физическими агентами. В результате изменяется химический состав полимера, его молекулярная масса. На стадии синтеза могут вводить небольшое количества вещества, которое вступает с основным мономером в сополимеризацию или сополиконденсацию, вызывая его модифицирование. К химическому модифицированию относятся вулканизация каучуков, отверждение пластмасс, получение привитых и блоксополимеров. Модифицирование применяется, например, для повышения ударной прочности пластмасс, облегчения крашения химических волокон.