油脂氧化的原理主要涉及自動氧化、酶促氧化和光氧化等過程。其中，自動氧化是油脂在室溫下與空氣中的氧氣發生的自由基反應，這個過程不需要光照或催化劑，油脂中的不飽和脂肪酸與氧發生反應，形成氫過氧化物和其他次級氧化產物，這些產物又能加速氧化過程，因此也被稱為自動催化氧化。酶促氧化則是在酶的作用下發生的，如脂肪氧合酶等參與的氧化過程。
油脂氧化的過程可以分為幾個階段，包括誘導期、傳播期、終止期和二次產物的形成。誘導期涉及少量脂肪被光、熱或金屬催化劑活化，形成不穩定的游離基；傳播期中，這些游離基與氧氣反應生成過氧化物游離基，進而與脂肪分子反應生成氫過氧化物；終止期則是游離基相互結合或與失活劑反應，產生穩定的化合物；二次產物形成則涉及氫過氧化物的進一步降解，產生醛、酮、酸等小分子物質。
此外，油脂的氧化速率受多種因素影響，包括脂肪酸的組成（如雙鍵的數量和位置）、溫度、氧濃度、表面積、水分、助氧化劑以及光照和射線等。例如，雙鍵數量越多、溫度越高、氧濃度越大、表面積越大、水分活度越高，氧化速率通常越快。