润滑油中的抗氧化剂按其作用机理可以分为三种：自由基终止剂、过氧化物分解剂和金属减活剂。

（1）自由基终止剂。润滑油氧化遵循自由基链反应理论，即润滑油的部分烃分子在高温、光照作用下，化学键断裂，被拆开成带“自由电子”的自由基，这些自由基就会与其他烃分子或氧发生反应，形成新的自由基，使得自由基数量越来越多，加快氧化速度。而自由基终止剂的作用机理就是在自由基形成时，就与之发生反应，使其转化为较稳定的化合物，不再与其他烃分子或氧发生反应，以此切断油品氧化反应链，延缓氧化。常见的自由基终止剂有酚型和胺型两大类。其中酚型抗氧化剂抗氧化效果好，但是使用温度低，而胺型抗氧化剂的使用温度较高，耐久性也比较好，但是容易变色产生沉淀。汽轮机油中通常都加有这两类抗氧化剂。

（2）过氧化物分解剂。除了自由基以外，烃分子氧化过程中形成的过氧化物也是链反应中的另一活性组分。过氧化物不仅能够分解成自由基，还能会形成醇、醛、酮等饱和分子。过氧化物分解剂的功能就是分解这些过氧化物，减少其含量，从而延缓氧化分支。二烷基二硫代磷酸锌，即我们常说的ZDDP，就是属于过氧化物分解剂。液压油、发动机油中通常都有这类抗氧化剂。

（3）金属减活剂。油品在使用过程中，接触到金属或油中含有金属离子时，氧化会加速。金属减活剂的作用机理就是通过与金属离子反应生成螯合物，或在金属表面生成防护隔离膜，从而阻止金属对油品的氧化催化。国内常见的用于润滑油的金属减活剂有T551和T561，通常用于汽轮机油、压缩机油、机床用油等。

通常情况下，这几种类型的抗氧剂都会复配使用，其中自由基终止剂常作为主抗氧剂使用，而过氧化物分解剂和金属钝化剂都是作为副抗氧化剂使用。这些添加剂对改善润滑油的质量、提高油品的抗氧化性能、延长油品的使用寿命方面起到了积极作用。随着润滑油及添加剂技术的发展，越来越多的环境友好型的、复合的、高效的多功能抗氧化剂也逐渐被开发出来，以适应时代的进步和环保要求。