El asfalto es un material constituido por una mezcla de diversos hidrocarburos de origen natural cuyas buenas propiedades aglutinantes e hidrofóbicas lo han llevado a ser ampliamente utilizado en aplicaciones que van desde la impermeabilización hasta la fabricación de vías. Mundialmente, la técnica de adicionar polímeros al asfalto ha permitido obtener materiales que cumplen con prestaciones que un asfalto por si solo no resistiría. En este trabajo se presenta el efecto de la modificación polimérica de un asfalto de origen colombiano en sus características: morfológicas, reológicas y térmicas con el objeto de identificar diferentes niveles de modificación. Se utilizaron como polímeros modificadores: cera de polietileno (CPE), copolímero de estireno butadieno estireno (SBS) y caucho molido de llanta (CR), que fueron adicionados al asfalto en proporciones de 3 al 15 %p/p. Los asfaltos, tanto en estado crudo como modificados, fueron caracterizados mediante ensayos de penetración y punto de ablandamiento. Las características térmicas y reológicas se analizaron mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) y reometría rotacional. Los cambios en la morfología se analizaron mediante microscopía de fuerza atómica (AFM). Los resultados experimentales demostraron que las mezclas con la CPE tuvieron el efecto más acentuado sobre las propiedades convencionales logrando una disminución del 75% en la penetración y un aumento 250% en el punto de ablandamiento, con respecto al asfalto sin modificar. Los resultados obtenidos mediante DSC permitieron identificar tres temperaturas de transición vítreas (Tg) en el asfalto crudo que están relacionadas con sus componentes fundamentales. Las mezclas con SBS alteraron dichas Tg evidenciando la modificación de las características térmicas del asfalto crudo. Las mezclas con CPE y SBS presentaron los mayores valores de G*. Los resultados obtenidos mediante AFM, permitieron identificar tres fases diferentes en el asfalto crudo y su variación con la adición de los polímeros modificadores, evidenciando cambios estructurales considerables que conllevaron a cambios en las características y propiedades del material a nivel macro.