脂肪和氧氣之間發生的一系列復雜化學變化。

根據反應機理和氧化產物可將其分為自動氧化、光敏氧化和酶促氧化三大類。這三類脂肪氧化首先都生成氫過氧化物，氫過氧化物繼續氧化生成二級氧化產物，再進一步聚合形成聚合物，脫水形成酮基酸酯，分解產生醛、酮、酸等一系列小分子等。自動氧化是油脂氧化最常見的途徑，遵循以下自由基鏈式反應機理。

光敏氧化是脂肪氧化的另一途徑，指單重態氧直接進攻脂肪酸的不飽和雙鍵，雙鍵發生位移后形成氫過氧化物的一步協同反應。不同于自動氧化的反應機制，脂肪光敏氧化通過“烯”反應進行氧化，因此，光敏氧化反應一般具有如下的特點：不產生自由基；雙鍵的順式構型改變成反式構型；與氧濃度無關；不存在誘導期；受單重態氧猝滅劑β-胡蘿卜素與生育酚的抑制，但不受抗氧化劑影響。 酶促氧化是脂質在脂肪氧化酶參與的情況下發生的氧化反應。在脂質氧化相關的反應中，脂肪氧化酶既可以催化脂質的雙加氧化反應，也可以催化氫過氧化脂質的次級轉化。 食品中的脂類含有各種各樣的脂肪酸，具有不同的化學性質與物理性質，對氧化敏感性也有很大的差別。此外，食品中還含有許多非脂類組分，這些非脂類組分可能與脂肪氧化或其氧化產品發生相互作用。因此食品中脂類的氧化受多種因素影響，主要包括：①脂肪酸組成。特別是脂類雙鍵的位置、數量，以及幾何形狀等。②游離脂肪酸含量。游離脂肪酸含量的增加會加快脂肪氧化進程。③氧濃度。④溫度。⑤表面積。⑥水分。⑦分子定向。脂肪分子在乳化、分子遷移與玻璃化轉變、輻射作用、促氧化劑存在、抗氧化劑存在等情況下會發生定向排列，這一過程對脂肪分子的氧化也會造成顯著的影響。 脂肪氧化反應過程中，甘油三酯和磷脂降解成揮發性小分子，常產生不期望的揮發性化合物，使食品具有不良風味。但對某些食品（如油炸食品、干谷物和奶酪等），少量的脂肪氧化產物是它們特征風味的重要成分。 可從以下兩方面入手防止食品中的脂肪氧化反應：①優化食品加工和儲藏條件，如避光、低溫等。②添加抗氧化劑。抗氧化劑的使用是防止食品中脂類氧化最有效的方法之一。抗氧化劑分成兩類：第一類為主抗氧化劑，是自由基接受體，可延遲或抑制自動氧化的引發，或停止自動氧化的傳遞；第二類抗氧化劑又稱次抗氧化劑，可減緩氧化速率，但不能將自由基轉換成較為穩定的產品，常作為主抗氧化劑協同劑。