粉煤灰的改性技术主要通过物理、化学及联合方法提升其活性与吸附性能。物理改性以机械力磨细和高温焙烧为主，前者通过球磨机等设备将粉煤灰粒度细化至超细级别，增大比表面积并破坏玻璃体结构，使内部可溶性组分溶出，提升对重金属离子的吸附率;后者在400℃左右焙烧，使表面疏松多孔，增强吸附能力，但需严格控制温度以避免孔道坍塌。
化学改性涵盖碱改性、酸改性、盐改性及表面活性剂改性。碱改性利用NaOH等溶液腐蚀玻璃体表面，生成多孔结构和表面羟基，显著提升对亚甲基蓝等染料的吸附容量;酸改性通过硫酸、盐酸溶解玻璃体中的Al?O?、CaO等活性成分，增大晶面间距，增强对磷、丁基黄药等污染物的去除效率;盐改性利用FeCl?、NaBr等盐类中的阳离子与溶液中离子交换，生成沉淀物或氧化物，实现污染物的去除;表面活性剂改性则通过十六烷基三甲基溴化铵等物质，改变粉煤灰表面电荷分布，提升对二甲酚橙、石油等污染物的吸附能力。
改性后的粉煤灰应用领域广泛。在建材领域，可作为水泥混合材和混凝土添加剂，提升混凝土后期强度与耐久性;在环保领域，用于废水处理和大气污染治理，高效吸附重金属离子和染料分子;在道路工程中，其多孔结构可改善路基稳定性，减少沉降裂缝;在农业领域，通过调节土壤酸碱度和提供微量元素，提升作物产量;此外，还可用于制备可降解包装材料、地质聚合物、3D打印材料等高端产品，实现高值化利用。