La composición química del polímero y por ende sus propiedades físicas inherentes, hacen que cada polímero tenga un efecto propio sobre el asfalto. De igual forma, la incorporación de polímero es variable de acuerdo a la naturaleza del mismo y del asfalto. Sin embargo las técnicas de modificación en muchos de los casos se hace de forma cualitativa basada ya sea en la experiencia del que modifica, o siguiendo indicaciones del fabricante. Esto se lleva a cabo sin realizar un estudio previo de los materiales de partida, las condiciones del proceso de modificación, así como las demás variables que afecten el proceso. El presente artículo resulta de un análisis a profundidad de distintos métodos, los cuales permiten dilucidar el comportamiento de los polímeros y del asfalto modificado con los mismos. De tal forma, se hace uso de técnicas de ciencias de materiales como Microscopia de Fuerza Atómica, Calorimetría de Barrido Diferencial (DSC) y Análisis Termo gravimétrico (TGA), las cuales proporcionan información importante para el diseño de las condiciones del proceso de modificación, en base a parámetros cualitativamente evaluados. Dichas metodologías se emplearon en la caracterización físico-química de dos polímeros con características diferentes, el SBS y el polietileno, así como en la caracterización de los asfaltos modificados con dichos polímeros.