Este estudio examina el efecto de los parámetros de procesamiento y la extrusión reactiva sobre las propiedades mecánicas, térmicas, morfológicas y reológicas de compuestos de polietileno de baja densidad (LDPE) y sepiolita (LDPE/sepiolita: 95/5 p/p) producidos mediante extrusión reactiva in situ en una extrusora de doble husillo. Mediante un diseño experimental, se determinó la contribución de los factores elementos de mezcla inversa (RE), anhídrido maleico (MA) y peróxido de dicumilo (DCP). Los resultados mostraron una mejor interacción entre las fases de LDPE y sepiolita durante la extrusión reactiva, lo que resultó en un equilibrio satisfactorio entre las propiedades mecánicas y la estabilidad térmica. El análisis reológico reveló que se logró un comportamiento sólido más pronunciado en el compuesto preparado mediante extrusión reactiva y en presencia del relleno. Las micrografías SEM mostraron la aparición de una morfología tipo red en el compuesto procesado en presencia de aditivos y relleno de sepiolita.