导热油在热油炉炉管金属表面的受热作用下，主要发生两大类化学反应：一类是裂解反应，另一类是缩合反应。

裂解反应使烷烃类大分子分解为小分子，导热油理化性质表现为黏度减小、闪点变小；

缩合反应使烷烃类大分子缩合成多环芳烃或稠环芳烃等更大分子，导热油理化性质表现为黏度增大、闪点增高。

由于热油炉有膨胀槽，膨胀槽又与空气接触，使一部分低闪点的导热油挥发掉；又加上诱导阶段中，导热油的主要化学反应是缩合反应，故导热油报废时，理化性质中黏度、闪点、酸值、残炭值均增大。

在这些化学反应中，其主要反应路线是：烷烃、烯烃、芳香烃、多环芳烃、胶质、沥青质。

由此可见，在这个反应过程中，相对分子质量是逐步增大的。如胶质相对分子质量在600～1000间，而沥青质相对分子质量在700～40000间。

这些大分子物质在导热油中是不溶的，并从导热油中分离出来。分离出来的胶质和沥青质是黏糊状的，它在导热油中起诱导因子作用，继续诱导导热油经加热缩合逐步发生脱氢反应。