導熱油在高溫運行中遇空氣易發生復雜的裂解和縮合（或聚合）反應。反應產生的黏性物質從油中析出，粘在管壁上，受熱后形成焦炭。導熱油油焦有膠質狀和焦炭狀兩種。膠質狀又分膠質和瀝青質；焦炭狀又分海綿狀焦、蜂窩狀焦和針狀焦。這些焦的碳氫比不一樣，化學組成和化學結構也不相同，軟硬度相差很大，因此化學清洗方法也有很大差異。總之，烴類在高溫條件下，化學反應基本上可以分成裂解與縮合（包括聚合），這是一種復雜的平行順序反應。因此隨著時間延長，由于縮合反應生成分子愈來愈大的稠環芳香烴，高度縮合的結果就產生膠質、瀝青質，生成碳氫比很高的固態焦炭，即以下三種形態的焦炭：海綿狀無定形焦、蜂窩狀同性焦、針狀異性焦。