當導(dǎo)熱油的溫度高于60℃時，會與空氣中的氧氣反應(yīng)生成氧化降解產(chǎn)物（包括有機酸）和具有更高相對分子質(zhì)量的縮聚產(chǎn)物，這些反應(yīng)產(chǎn)物具有比未被氧化導(dǎo)熱油更低的穩(wěn)定性，并會起到增大導(dǎo)熱油黏度、加劇裂解的作用。采用氮氣或惰性氣體封閉覆蓋的方法能夠避免系統(tǒng)內(nèi)使用的導(dǎo)熱油被氧化。

導(dǎo)熱油在高溫使用過程中，由于氧原子的襲擊會使其發(fā)生氧化降解。反應(yīng)初期的主要產(chǎn)物是由氫過氧化物在適當條件下分解成活性自由基，該自由基又與大分子烴或氧反應(yīng)生成新的自由基，這樣周而復(fù)始地循環(huán)，使氧化反應(yīng)按自由基鏈式歷程進行。

溫度越高，導(dǎo)熱油氧化變質(zhì)的速度越快。在導(dǎo)熱油中添加抗氧劑，就是為了捕捉鏈反應(yīng)階段形成的自由基，使它們不致引起有破壞作用的鏈式反應(yīng)。