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率。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。
　　
　　氧化速率取决于质量和基础油的类型以及所使用的添加剂包。一些合成材料，如聚α-烯烃（PAO），本身就具有更好的抗氧化润滑油。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60摄氏度增加（140华氏度）。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。
　　
　　这是基于误解，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。
　　
　　在基础油生产溶剂精制效果，保留一些含硫化合物，是天然的抗氧化剂。这些基础油保留了自然的能力，以防止氧化，而加氢基础油必须进一步强化与抗氧化剂，以保持热稳定性和氧化稳定性。一旦抗氧化剂减弱或枯竭，部分加氢油的氧化可以发生的非常快。
　　
　　严重加氢基础油也有溶解性差的特点。没有适当的配方、添加剂可能不会保持悬浮，和一些添加剂辍学可能发生。有几种方法可以用来确定或评价一个油的氧化稳定性，通常被认为是数小时，直到给定粘度的增加是指出或直到有一个给定的增加酸值。