潤滑油在儲存和使用過程中，受到光照或受熱，在空氣中的氧以及金屬的催化作用下，發生氧化變質，使顏色變深，粘度增大，生產酸性化合物、膠質和沉渣。由許多不同結構的烴類混合組成的潤滑油，其氧化過程是十分復雜的。因為潤滑油的組成成分不同。屬于酸性氧化產物的有羥酸、酚等，深度氧化還會生成低分子酸，這些產物會使酸值增大，生成的酸性物質會腐蝕金屬機件。但有時氧化僅能形成少部分酸性物質，大部分則形成中性產物。屬于中性氧化產物的有醇類、酮類，脂類、膠質及瀝青質等。這些產物和它們之間的縮合物，能生成深色沉淀。這些膠質和沉渣能堵塞潤滑系統的過濾器網及導油管，會引起氣缸內活塞環粘接，以至造成不良后果。往往有些油當氧化很深時，酸值反而降低，這是由于生成不溶于油的高分子酸沉淀物。潤滑油抗氧化安定性差，則氧化后生成的氧化產物多，使用時造成的危害也大。如生成的有機酸類（特別是當有水分存在時）能腐蝕金屬，縮短金屬設備的使用期限，酸與金屬作用生成的皂化產物，更能加速油的氧化。此外，對于絕緣油來講，酸性產物能使浸入油中的纖維質絕緣材料變壞、污染油質、降低油的絕緣強度。能溶于油的中性膠質和瀝青質，可加深油的顏色，增大粘度，影響正常的潤滑和散熱作用。不溶于油的氧化產物，在汽輪機油系統中，特別是在冷油器溫度較低的地方，析出較多的沉淀，使傳熱效率降低。如沉淀物過多時，會堵塞油路，威脅安全運轉。在變壓器中沉淀物沉積在變壓器線圈表面，堵塞線圈冷卻通路，易造成過熱，甚至燒壞設備。如果沉淀物在變壓器的散熱管中析出，還會影響油的對流散熱作用。內燃機潤滑油不僅使用的溫度高，而且是循環使用，不斷與含氧的氣體接觸，所以很容易因氧化而變質。只有設法提高潤滑油的氧化安定性，才能延長潤滑油在內燃機中的使用壽命。所以潤滑油的使用期限常取決于其安定性，潤滑油氧化安定性是評定潤滑油質量的重要指標之一。