柴油在儲運過程中的變質主要是氧化變質。其抵抗變質的能力稱為柴油的儲存安定性。儲存安定性良好的柴油，在儲存和運輸過程中，能較好地保持其顏色不變深，實際膠質變化不大，基本上不生成沉渣，因此適于較長期的儲存。一般而言，直餾柴油儲存安定性較好，在儲存過程中不易變質，而催化柴油儲存安定性較差，在儲存過程中容易變質。引起柴油安定性能和質量變差的重要原因是柴油的吸氧氧化。柴油的吸氧安定性能與其來源、加工方式和化學成分密切相關。柴油中的某些不安定組分，例如不飽和烴，特別是共軛二烯、環烷芳香烴等，極易與氧反應生成含氧官能團，進而發生聚合和縮合反應。
如果柴油中含有較多易氧化組分(如共軛烯烴類和環烷芳香烴類等)，它的吸氧氧化能力就強，在儲存和使用過程中各種理化性質變化大，質量也就下降，直接影響了柴油發動機的動力性和經濟性，嚴重時會導致柴油的質量不合格或發動機不能正常工作。柴油的氧化變質與溫度和氧壓有關。隨著溫度的升高或氧壓的增加，柴油的吸氧量、吸氧反應總包速度常數和總包最大吸氧量增加，而隨著吸氧量的增加，它們的酸度增大，正戊烷不溶物增多，顏色變深。導致柴油的顏色加深、酸度增大、膠質和不溶物增加。柴油中不安定組分的數量越多，與氧接觸的時間越長，儲存的溫度和氧壓越高，都會增加其與氧反應的機會，吸氧量必然增大。柴油在溫度較高(例如南方)或氧壓較高(例如海拔低、通風良好)的地區比在溫度較低(例如北方)或氧壓較低(例如海拔高、通風不良)的地區吸氧量要大，更易變質，應相應縮短它的儲存期。
針對上述氧化變質原因，可以對柴油采取如下措施。
(1)在催化柴油中添加一些抗氧防膠劑，對改善催化柴油的儲存安定性和抗氧化安定性都有一定的效果。目前，國外許多煉油廠和石油銷售公司在出廠油品中加抗氧防膠劑，我國也有一些煉油廠在柴油中加抗氧防膠劑。
(2)降低存儲溫度和減小存儲氧壓。溫度和氧壓是影響柴油變質的外部原因，通過降低存儲溫度和存儲氧壓可以減緩柴油的變質速度。主要手段有冷卻儲罐，降低儲罐的通風透氣性能。
