氧化安定性是一种化学反应，结合润滑油和氧发生。氧化速率是由高温、水加速，酸催化剂如铜。随着氧化时间的增加。润滑剂的使用寿命也随着温度的升高降低。氧化作用会导致油的粘度和清漆和污泥沉积的增加。
　　
　　抗氧化润滑油之所以可以抗氧化，是因为所使用的氧化添加剂。一些合成材料，如聚α-烯烃（PAO），本身就具有更好的氧化稳定性比矿物油。这种改进的氧化稳定性的占略高的工作温度，这些合成油可容纳。
　　
　　一般来说，氧化会减少一半的润滑油的使用寿命，每10摄氏度（18华氏度）在流体温度高于增加比C（140°F）。这个概念是基于阿伦尼乌斯率规则，即是19世纪的瑞典化学家阿伦尼乌斯。
　　
　　这是关于天然矿物基础油的精制方法测定氧化稳定性的一些争议。有一个学派认为表明，加氢油具有优异的抗氧化性和热稳定性比溶剂精制基础油。这是误解，由于加氢去除所有的潜在的不良化合物，基础油会自动减少沉积物形成倾向，从而更好地抵御氧化。然而，除去所有的化合物被认为不事实上可能是有害的。