化学包覆改性是目前对氢氧化镁表面改性应用最多的方法，按照改性剂种类又可分为表面活性剂改性、偶联剂改性、超分散剂改性或改性剂复配等，有学者用钛酸盐和硬脂酸锌对氢氧化镁进行改性，再将其填充到聚丙烯（PP）中制备复合材料，结果表明，PP/氢氧化镁复合材料的拉伸强度和断裂伸长率有很大的改善，这可能是由于改性后的氢氧化镁与PP基体之间的相容性更好。有实验数据表明，用甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对氢氧化镁进行表面改性，改性后的氢氧化镁的分散性和疏水性都得到了提高。而使用乙烯基三乙氧基硅烷通过干法对氢氧化镁的表面进行改性，发现氢氧化镁的羟基反应形成化学键，同时在界面处存在着物理吸附作用，使得改性后的氢氧化镁表面与VTES分子牢固结合；改性后的氢氧化镁表面由亲水性变为疏水性，氢氧化镁与硅橡胶（SR）之间的相容性和分散性都得到了提高。
