橡胶O型圈硫化是指橡胶的线型大分子链通过化学交联而构成三维网状结构的化学变化过程。橡胶O型圈硫化是加工过程中后一道工序；在一定的温度、压力和时间作用下，使橡胶O型圈的橡胶大分子发生化学反应产生交联，这个过程使未硫化橡胶转变为硫化橡胶。
同时，橡胶O型圈将获得各种优异的物理和化学性能（如: 耐臭氧O型圈、耐化学性O型圈、耐磨O型圈、耐高温O型圈、耐高压O型圈、密水O型圈、耐油O型圈、耐低温O型圈、耐腐蚀性O型圈等），使得橡胶O型圈能够广泛地应用于各种行业中。
橡胶O型圈经过硫化后，在分子链之间形成交联键而成为空间网状结构，橡胶O型圈分子间除次价力外，在分子链彼此结合处还有主价力发生作用；橡胶O型圈交联键的存在，使分子链间不能产生相对滑移。所以硫化胶比生胶的拉伸强度大、扯断伸长率小而弹性大。