在塑料中可以提高塑料制品尺寸的稳定性、硬度和钢度，改善塑料加工性能及其制品的耐热性和散光性； 在橡胶中做填充剂，可起到增加体积、降低成本、改进加工性能及硫化性能； 在造纸中可作为纸张的填料、铜版纸的白色颜料、钙塑纸的填料等； 在涂料中作为填料，能起到骨架作用，故称之为“体质颜料”；在油性涂料中，填充量可达10—50%，在水性涂料中填充量可达10—20%。
纳米碳酸钙的改性途径通常主要采用接枝、偶联反应，根据结构与特性的差异，可以将改性剂划分为表面活性剂、偶联剂、聚合物和无机物。
目前应用较多的表面活性剂有脂肪酸、磷酸酯及高分子化合物等。
脂肪酸改性剂分子一端的长链烷基结构和高聚物相似，根据相似形容原理，他们能较好的与高聚物基体相容；分子另一端的羧基等极性基团，可以在无机物（如纳米碳酸钙）表面发生物理或化学吸附。
磷酸酯主要是通过磷酸根离子与钙离子反应生成磷酸盐包覆在碳酸钙表面进行改性，来改善纳米碳酸钙表面亲油疏水性能。
高分子化合物通过控制纳米颗粒的粒径改变其表面状态进行改性，含有磺酸基团或羧酸基团的高分子化合物可作为改性剂使用，大多是一些可电离的基团。
偶联剂是通过分子中的两种基团分别与碳酸钙表面的官能团发生化学反应或物理缠绕将碳酸钙与有机体两种性质迥异的材料结合起来进行改性的，通过纳米碳酸钙表面分子桥，提高了纳米碳酸钙与有机材料的相容性。
钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂是目前应用较为普遍的偶联剂类纳米碳酸钙改性剂。
聚合物是通过定向吸附在碳酸钙的表面形成物理或化学吸附层并使其具有电荷特性，来阻止碳酸钙粒子团聚结块达到改善分散性目的的一类改性剂。
无机电解质作为改性剂吸附在纳米碳酸钙表面，能够显著提高纳米碳酸钙表面电位的绝对值，同时纳米碳酸钙表面与水的润湿程度也得到了增强，一定程度上阻止了纳米碳酸钙在水中的聚集。
常用的无机电解质改性剂有铝酸钠、硅酸钠、明矾、缩合磷酸等。
