導熱油在傳熱過程中主要發生三種化學反應：熱氧化反應、熱裂解和熱聚合反應。這些都會導致導熱油變質。

熱聚合反應因導熱油在加熱系統中過熱而產生,該反應會生成稠環芳烴、膠質、瀝青質等大分子高沸物,其逐漸沉積在加熱系統和循環系統的管路表面,在時間、溫度等因素影響下形成結焦；

經常臨時停電也是導熱油快速變質的主要原因，高溫導熱油無法正常循環，特別是爐膛內持續高溫作用，使導熱油的溫度迅速突破其所能承受的極限，即使采取冷油置換方法處理也收效不佳；

氧化反應主要因開式系統中膨脹槽內導熱油在高溫情況下接觸空氣，甚至參與熱系統循環而產生,該反應會生成低分子或高分子物質的酸性組分,并進一步生成膠質、瀝青質等粘稠物質,使導熱油在短時間就快速變質，產生結焦、結炭。