蒙脱土由于层间的大量无机离子而表现出来的疏油性，不利于其在聚合物基体中的分散，因此要对其进行有机改性。蒙脱土常用的有机改性剂有阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚合物单体和偶联剂等。例如采用阳离子表面活性剂改性常用十六或十八烷基基等季铵盐处理蒙脱土，发生阳离子交换反应。使有机基团覆盖蒙脱土表面或揷入其层间，使其表面能发生变化，增大了层间距，使其由原来的亲水性转变为亲油性。
由于蒙脱土纳米粒子具有较大的比表面积，吸附性，同时纳米粒子增强了汽车面漆中各组分间的相容性，这使得面漆与底材有更好的附着力，添加了纳米蒙脱土改性涂料的汽车面漆可使附着力提高近一个等级。
改性后的蒙脱土具有亲油性来源于层间长链季铰盐在有机溶剂中的溶剂化作用，有机蒙脱土可以在甲苯等非极性溶剂中凝胶化;改性后的蒙脱土也可用于苯系污染物，重金属离子和有机农药的处理;有机蒙脱土也被广泛地用作于聚合物中的纳米填充材料，所得到得纳米复合材料具有比重轻，耐热性好，耐老化性、阻隔性、阻燃性优良等特点，并且复合材料具有较好的尺寸稳定性和透明性:季盐修饰的蒙脱土还可以用作抗菌材料。