在橡膠中加入各種不同填充物以便有控製地改變膠料性能，是橡膠加工技術上的重要方麵。即使對於那些自補強性的橡膠在未經炭黑填充前，其純硫化膠的模量、耐磨及抗剪切破壞等性能也遠不能適應在高負荷動態條件下使用的各類產品（輪胎、運輸帶等）的需要，而對一些通用合成橡膠，未經炭黑補強實際上沒有多大工業使用價值。另一方麵，有時為了提高或獲得橡膠製品的某些特殊性能（如耐酸堿、耐熱、絕緣及導電、導磁等）或為了降低成本、改善加工性能也需要加入一定量的不同填充物。
在工藝上根據對生膠性能的影響，通常將填料分為兩大類，一類是活性填充劑或稱補強劑，它加入膠料中能提高硫化膠的駙磨耗、模量、抗張強度、抗撕裂、耐疲勞性及硬度，如炭黑、白炭黑等。另一類是非活性填充劑或稱惰性填充劑，它加入膠料中補強作用很弱，但能在基本上不損害肢料性能的前提下，降低膠料的成本、改善加工工藝或使膠料獲得一些特殊性能，如陶土、等。必須指出，這種分類法是不嚴格的，由於橡膠的填充補強是一個極其複雜的問題，它既涉及填充物本身的物理性能，又涉及彈性體基本性狀以及評定填充補強效果的實驗條件。例如，往往出現加填充物後，一個或多個指標有所提高，而其他性能並沒有明顯改進，甚至還有下降的現象。由於各種彈性體的性質不同，使填充物所起作用也有區別，如活性陶土對補強性，對CR則無補強性，而對SBR雖能提高強力及伸長率，但卻增加了磨耗量。此外，補強也受到彈性體狀態的限製，當彈性體在玻璃態時，填料就很少或者沒有補強作用。所以填充與補強這兩種作用木能絕然分開，一般所用填料既有補強作用也有增容作用，隻是某一作用為主而已。
按填料的化學組成和性狀，又可分為粒狀填料、樹脂填料、纖維填料三大類。粒狀填料是橡膠工業中應用最廣泛的一類，主要是炭黑、白炭黑和其它礦質填料。樹脂填料是近年發展起來的主要用於橡膠補強的一類填料。樹脂與橡膠同屬高分子物質，它的填充效果同樣遵循彈性體共混原則，適宜的樹脂加入以至硫化時，可參與橡膠大分子三維網絡結構的組成，可顯著地提高補強效果。常用樹脂有改性酚醛樹脂、高苯乙烯樹脂、木質素等。用|短纖維補強的橡膠複合材料由於加工上的優點和良好的機械性能（如強度、剛性、阻尼等）很早就受到重視。但當時由於纖維與膠料的結合，及其在膠料中的分散和取向間題一直未得到很好解決，影響它的廣泛應用。當前複合材料的新概念、新技術的出現，大大促進了這一工作進展，其應用也有了極大地增加，成為彈性體補強其重要的一個方麵。常用短纖維有棉纖維、人造纖維、合成纖維、玻璃纖維、石棉纖維；碳纖維等，都有很大發展前途。
炭黑是橡膠工業的主要填料，它能賦予橡膠製品以一係列優異性能，尤其在通用合成橡膠中成為不可缺少的重要原料，可以說沒有炭黑，就不可能有今天的汽車運輸和航空運輸。
未經炭黑補強的純胎麵膠磨耗壽命不足5000公裏，加入50份適宜的炭黑後，其磨耗壽命可提高十倍。通用純硫化合成膠（如SBR，BR，NBR等）其拉伸強度僅為0.2MPa左右，經炭黑補強後，強度也可提高十倍左右。顯然這種性能的改善是由於炭黑的補強作用所造成的。
炭黑在橡膠中的用量平均為橡膠消耗量的43%左右，而炭黑總產量中有94%用於橡膠工業。炭黑工業是在橡膠工業發展的基礎上發展起來的，而橡膠工業的發展也離不開炭黑。
我國是世界上生產炭黑最早的國家，距今三千年前就有利用製墨的文字記載，而國外在1872年才實現炭黑的工業生產。1912年發現炭黑對橡膠有補強作用後，促使炭黑生產得以迅速發展。在第二次世界大戰前，炭黑品種很少，主要是以天然氣為原料生產法炭黑和熱裂法炭黑。戰後，由於合成橡膠的迅速發：展，不但要求炭黑對合成橡膠有良好的補強作用，而且要求有助於改善合成橡膠的工藝加工性能。一種以有油產品為主要原料的炭黑生產方式一爐法開始出現。向時隨著對炭黑實驗方法的改進，電子顯微鏡等近代技術的應用，有助於深入了解和探討炭黑的微觀結構與性質的關係，促進了炭黑新品種的開發與研究。到目前為止，僅橡膠用炭黑的品種就已多達40餘種，且還在不斷增加。