1) Cinética
Las reacciones de oxidación van acompañadas de formación de agua u óxidos de carbono o ambos a la vez, o bien se efectúan por introducción en la molécula de oxígeno elemental o por la reducción de un compuesto oxidante en forma inestable de gran oxidación a otra más estable menos oxidada. Estas reacciones son exotérmicas y van acompañadas de disminución de energía libre. El equilibrio es, por lo tanto, favorable y prácticamente en ningún caso hacen falta recurrir a medios para forzar la reacción en su totalidad; en realidad hay que tomar precauciones para contener la reacción e impedir la pérdida total del producto por oxidación excesiva.
A pesar del equilibrio favorable, un proceso no será de total utilidad hasta que no se obtenga una velocidad de reacción conveniente. Las medidas que hay que tomar para conseguir un a velocidad de reacción y métodos favorables de regulación, han dado lugar a una gran variedad de sistemas de oxidación en uso y, además, la diversidad de sustancias que se pueden someter a procesos de oxidación, ha impuesto también una diversidad de métodos.
Se emplean dos técnicas definidas: métodos en fase vapor y fase líquida.
a) Fase líquida: se utiliza en los casos de sustancias complejas de elevado peso molecular y más o menos estables térmicamente y cuando el agente oxidante no es volátil relativamente. Las temperaturas son bajas o moderadas y la intensidad de oxidación se puede regular por limitación del período de operación, control de la temperatura y variando la cantidad de agente oxidante.
b) Fase vapor: únicamente se pueden realizar con eficacia cuando se trata de sustancias fácilmente volátiles y lo suficientemente estables al calor para resistir la disociación a temperaturas elevadas. También es necesario que el cuerpo resultante sea térmicamente estable y que resista en cierto grado una oxidación continuada. Se pueden emplear catalizadores en fase sólida o fase vapor, junto con oxígeno o aire. Las temperaturas generalmente son elevadas. Las reacciones se regulan variando el tiempo de contacto, la temperatura, proporción de oxígeno o el tipo de catalizador.
2) Termodinámica
En las reacciones de oxidación, sobre todo en aquellas que se realizan con oxígeno elemental, es importante, en el aspecto termoquímico, el calor desprendido. El estado de equilibrio es favorable, así que los problemas principales son la eliminación del calor para mantener la temperatura al nivel conveniente y limitar la oxidación hasta el producto que se pretende obtener, evitando la combustión completa.
Aparte de esto, no tiene gran importancia el considerar cambios de energía libre y calcular los equilibrios. Los catalizadores se emplean generalmente con el fin de obtener la reacción de oxidación a temperatura tan baja como sea posible y conducirla hacia el producto que se quiere obtener.