润滑油的稳定性有抗氧化稳定性和热氧化稳定性两种。

一是抗氧化稳定性，厚层润滑油(油层厚度超过200m  )在高温和空气中氧的作用下，具有抵抗氧化的能力，润滑油在常温下稳定，但在高温下，油色略微变黑，粘度变化，酸值增大，产生沉淀。 一般来说，30度以下的润滑油难以氧化，但150℃以上的氧化进行得很激烈。所以有些润滑油会添加抗氧化剂以提高抗氧化稳定性。

二是热氧化稳定性，薄层润滑油(油层厚度不足200m  )在高温下通过空气中的氧抵抗氧化的能力。 此时，润滑油的工作温度高达200-300℃时，金属对润滑油的催化氧化作用也会加强。 氧化的结果是会形成密合性强的橡胶膜，与金属工件相接触时，磨损会增加，功率会降低，导致热传导困难，严重时工件烧毁。