导热油的热稳定性是当其处于高温条件下，其化学组分抵抗高温作用的能力的表现。
未使用的有机热载体的热稳定性或热耐受能力的确定方法可参见德国标准DIN51528。
在一个确定的温度之上，所有的有机热载体都会不同程度地被热裂解，即部分被转化成低沸物，高沸物和不可溶解的裂解产物。裂解率的增加与其所承受温度的增加表现出一种指数关系，即，如果有机热载体所承受的温度上升10℃，则其预期的裂解率将比升温前增长一倍。
影响某种有机热载体热裂解的因素是其化学分子结构、纯度、作用温度和在换热设备中所处的特定条件，也就是温度的分布状况和杂质的存在。实际使用中，有机热载体开始发生热裂解的温度是其最高允许使用温度以下约50℃。

溶解在有机热载体中的低沸物降低了有机热载体的闪点并提高了其蒸气压。因此，如果系统局部的操作压力降低，此时将会发生气化。高沸物和不易流动的裂解产物可以增加有机热载体的黏度，引起传热恶化和流动阻力增大，其后果是导致有机热载体流速降低和边界层温度上升。
排除大气中氧气所产生的影响，有机热载体的热稳定性是指当其受到热影响时可以承受的最高限制温度。DN4754中规定，最高限制温度应确定为在此温度条件下使用，该有机热载体的使用寿命至少应保证在一年以上。对一次性注入系统的有机热载体，将其年裂解率维持在百分之几的水平，从经济合理性上考虑是可以接受的。但是在实际使用中，对于一种给定的有机热载体，其经济性操作温度应进行专门评价。