根據作用機理，抗氧劑可分為過氧化物分解型抗氧劑，如和二烷基二硫代氨基甲酸鋅等；自由基清除型抗氧劑，如N-苯基-和烷基吩噻嗪等；金屬減活型抗氧劑，如衍生物和巰基生物三類。

過氧化物分解型抗氧劑

這類抗氧劑主要是各種金屬（如銅、鋅、鉬和銻等）的烷基硫代磷酸類化合物和氨基甲酸類化合物，都具有一定的抗氧化能力，多用于內燃機油中，主要起抗磨、減摩、抗氧和極壓作用。特別是（ZDDP）產品，具有良好的抗氧抗腐蝕性能及一定的抗磨性和抗極壓性能。自從問世以來，一直是發動機油和的重要組分，它能有效地防止發動機軸承腐蝕，能夠抑制因高溫氧化而引起的油品粘度增長，因而在中占有重要的地位。

用旋轉氧彈法（SH/T0193） 考察不同ZDDP（T202、T203、T204 和T205）均以0.25%的質量分數調入基礎油中的抗氧化性能。可以看出，ZDDP 系列在125N 基礎油中具有較好的抗氧化作用； HVIW H150 基礎油中，T204 的抗氧化效果較好；在合成油PAO6 中，ZDDP 系列抗氧劑都具有較好的抗氧化作用。有機銅鹽類抗氧劑種類很多，主要有有機羧酸銅鹽、硫代磷酸銅鹽、硫代氨基甲酸銅鹽、硫化烴硼酸銅鹽等。如二烷基二硫代磷酸銅抗氧劑具有較好的高溫抗氧化性能，是一種加劑量低、高溫抗氧化性能好的潤滑油抗氧劑。它能有效地控制因氧化引起的油品粘度增長，與高溫清凈劑及無灰分散劑具有良好的配伍性，是調內燃機油重要的添加劑。有機銅鹽能消除活潑烷基自由基和過氧自由基，但銅離子在一定程度上也會對氫的分解起到催化作用，因此該類抗氧劑的應用至今仍有爭議。