有機化合物的熱氧化過程是一系列的自由基鏈式反應，在熱、光或氧的作用下，有機分子的化學鍵發(fā)生斷裂，生成活潑的自由基和氫過氧化物。氫過氧化物發(fā)生分解反應，也生成烴氧自由基和羥基自由基。這些自由基可以引發(fā)一系列的自由基鏈式反應，導致有機化合物的結構和性質發(fā)生根本變化。抗氧劑的作用是消除剛剛產(chǎn)生的自由基，或者促使氫過氧化物的分解，阻止鏈式反應的進行。能消除自由基的抗氧劑有芳香胺和受阻酚等化合物及其物，稱為主抗氧劑；能分解氫過氧化物的抗氧劑有含磷和含硫的有機化合物，稱為抗氧劑。
抗氧劑是一類化學物質，當其在聚合物體系中僅少量存在時，就可延緩或抑制聚合物氧化過程的進行，從而阻止聚合物的老化并延長其使用壽命，又被稱為“防老劑”。

重要的芳香胺類抗氧劑有：二苯胺、對苯二胺和二氫喹啉等化合物及其物或聚合物，可用在天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠和異戊橡膠等制品中。

有機鉬化合物是一類重要的過氧化物分解型抗氧劑，也能有效地降低油品的摩擦因數(shù)。如二異辛基二硫代磷酸鉬是一種油溶性好，減摩抗磨效果顯著的潤滑油添加劑，它是調(diào)制內(nèi)燃機磨合油的主要組分；也可應用于齒輪油、液壓油、曲軸箱油和金屬加工用油中，起到減少摩擦、降低磨損的作用。近年來，燃油經(jīng)濟性已經(jīng)成為國際性的熱點問題，減少摩擦和提高抗氧化性能明顯地體現(xiàn)在地區(qū)新一代油品規(guī)格中。如氨基甲酸鉬抗氧劑具有的減摩性能，可幫助內(nèi)燃機油通過新規(guī)格節(jié)能臺架試驗；鉬氨絡合物具有良好的抗氧化性能和的減摩性能，Shigeki Matsui等用長鏈烷基鉬氨絡合物0.02%（以鉬質量分數(shù)計）調(diào)制出一種摩擦因數(shù)低、磨斑直徑小、清凈性十分良好的潤滑油。