導熱油爐的熱穩定性取決于分子中苯環。萘環、聯苯、苯甲基及直鏈烴基的基本化學機構的耐熱性和側鏈烷基結合的強弱；另外一個不容忽視的因素是，導熱油中所含有的微量氧化物、金屬雜質及因制造過程中精制的不充分而殘留的雜質，加速了導熱油的劣化，對其穩定性也有一定影響。不同類型的導熱油其熱穩定性也不同。礦物型導熱油，因其由多個單組分組成，其熱穩定性由{zd1}的組分決定，由于原始產物組成不同，所以有一定的分散范圍和相應的安全性；由同分異構物（如芳烴類）合成的導熱油，因其混合物又存在不同結構，且通常具有相同的組成，其熱穩定性受分子結構中支鏈種類排列狀況的影響；由單一物質或有簡單混合物組成的導熱油（如聯苯和聯苯醚），其熱穩定性{zg}。
導熱油在使用過程中，熱裂解和熱聚合反應始終存在，其組成也永遠處于變化之中，這是不可逆轉的，但可通過合理選由和科學的運行管理，使其變化程度和使用壽命得以控制。