润滑油在储存和使用过程中，受到光照或受热，在空气中的氧以及金属的催化作用下，发生氧化变质，使颜色变深，粘度增大，生产酸性化合物、胶质和沉渣。由许多不同结构的烃类混合组成的润滑油，其氧化过程是十分复杂的。因为润滑油的组成成分不同。属于酸性氧化产物的有羟酸、酚等，深度氧化还会生成低分子酸，这些产物会使酸值增大，生成的酸性物质会腐蚀金属机件。但有时氧化仅能形成少部分酸性物质，大部分则形成中性产物。属于中性氧化产物的有醇类、酮类，脂类、胶质及沥青质等。这些产物和它们之间的缩合物，能生成深色沉淀。这些胶质和沉渣能堵塞润滑系统的过滤器网及导油管，会引起气缸内活塞环粘接，以至造成不良后果。往往有些油当氧化很深时，酸值反而降低，这是由于生成不溶于油的高分子酸沉淀物。润滑油抗氧化安定性差，则氧化后生成的氧化产物多，使用时造成的危害也大。如生成的有机酸类（特别是当有水分存在时）能腐蚀金属，缩短金属设备的使用期限，酸与金属作用生成的皂化产物，更能加速油的氧化。此外，对于绝缘油来讲，酸性产物能使浸入油中的纤维质绝缘材料变坏、污染油质、降低油的绝缘强度。能溶于油的中性胶质和沥青质，可加深油的颜色，增大粘度，影响正常的润滑和散热作用。不溶于油的氧化产物，在汽轮机油系统中，特别是在冷油器温度较低的地方，析出较多的沉淀，使传热效率降低。如沉淀物过多时，会堵塞油路，威胁安全运转。在变压器中沉淀物沉积在变压器线圈表面，堵塞线圈冷却通路，易造成过热，甚至烧坏设备。如果沉淀物在变压器的散热管中析出，还会影响油的对流散热作用。内燃机润滑油不仅使用的温度高，而且是循环使用，不断与含氧的气体接触，所以很容易因氧化而变质。只有设法提高润滑油的氧化安定性，才能延长润滑油在内燃机中的使用寿命。所以润滑油的使用期限常取决于其安定性，润滑油氧化安定性是评定润滑油质量的重要指标之一。