導熱油高溫下使用不當會導致超溫使用。溫度對導熱油氧化速度和生成物有很大影響，并最終影響導熱油使用壽命。常壓下，在20~30℃或更低溫度時，烷烴在空氣對氧幾乎無反應，但當導熱油長期處于高溫時，就會發生氧化反應，其氧化后的主要生成物是醇、醛、酮、酯、羧酸等。在深度氧化及具有異構的烷烴氧化時，會生成羧基縮合物和少量膠質。烷烴在混合物存在時， 彼此互有影響，其氧化結果與單體烴氧化時往往有顯著區別，如無側鏈芳烴要比環烷烴難以氧化，但兩種烴類的混合物會使無側鏈芳烴從本來是難氧化的物質變成較 更容易氧化的物質。在這種混合物中，芳香烴用自身的氧化保護了環烷烴，使環烷烴的氧化作用減慢，起了抗氧化劑的作用。芳香烴之所以個起抗氧化劑作用，是由于與其氧化后形成抗氧化劑酚類。

隨著油與空氣的接觸面積增大，氧化反應速度加快，這會影響氧化深度以及生成氧化物的數量。同樣，金屬及其鹽類存在，也會加速油的氧化，因銅、鉛、錳及其氧化物是最好的氧化催化劑。

通常厚層氧化加入有效的添加劑，即可使油品在較長時間內不發生顯著變化；而薄層氧化由于條件苛刻，很難做到這一點。導熱油的氧化是介于薄層氧化和厚層氧化之間，只要加入適當的添加劑，就能有效地減輕油品變化速度。