以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）改性的硫酸钙晶须（CSW）为高密度聚乙烯（HDPE）的填料，采用熔融共混法制备了HDPE/CSW复合材料。通过SEM、XRD、TG、DSC表征了KH570改性的CSW对复合材料HDPE/CSW的性能影响。结果表明，CSW质量分数为20%时，HDPE/CSW的拉伸和弯曲强度比纯HDPE分别增加39.51%和15.9%，且易产生异相结晶，提升了HDPE/CSW复合材料的耐热性和结晶度，结晶行为显示HDPE/CSW复合材料为二维片晶生长。纯HDPE的热降解反应活化能为244.11 kJ/mol，CSW质量分数为50%时，HDPE/CSW复合材料的热降解反应活化能降到236.99 kJ/mol，表明CSW提升了HDPE/CSW复合材料的热降解反应速率，扩展了复合材料的使用范围。