柴油在储运过程中的变质主要是氧化变质。其抵抗变质的能力称为柴油的储存安定性。储存安定性良好的柴油，在储存和运输过程中，能较好地保持其颜色不变深，实际胶质变化不大，基本上不生成沉渣，因此适于较长期的储存。一般而言，直馏柴油储存安定性较好，在储存过程中不易变质，而催化柴油储存安定性较差，在储存过程中容易变质。引起柴油安定性能和质量变差的重要原因是柴油的吸氧氧化。柴油的吸氧安定性能与其来源、加工方式和化学成分密切相关。柴油中的某些不安定组分，例如不饱和烃，特别是共轭二烯、环烷芳香烃等，极易与氧反应生成含氧官能团，进而发生聚合和缩合反应。
如果柴油中含有较多易氧化组分(如共轭烯烃类和环烷芳香烃类等)，它的吸氧氧化能力就强，在储存和使用过程中各种理化性质变化大，质量也就下降，直接影响了柴油发动机的动力性和经济性，严重时会导致柴油的质量不合格或发动机不能正常工作。柴油的氧化变质与温度和氧压有关。随着温度的升高或氧压的增加，柴油的吸氧量、吸氧反应总包速度常数和总包最大吸氧量增加，而随着吸氧量的增加，它们的酸度增大，正戊烷不溶物增多，颜色变深。导致柴油的颜色加深、酸度增大、胶质和不溶物增加。柴油中不安定组分的数量越多，与氧接触的时间越长，储存的温度和氧压越高，都会增加其与氧反应的机会，吸氧量必然增大。柴油在温度较高(例如南方)或氧压较高(例如海拔低、通风良好)的地区比在温度较低(例如北方)或氧压较低(例如海拔高、通风不良)的地区吸氧量要大，更易变质，应相应缩短它的储存期。
针对上述氧化变质原因，可以对柴油采取如下措施。
(1)在催化柴油中添加一些抗氧防胶剂，对改善催化柴油的储存安定性和抗氧化安定性都有一定的效果。目前，国外许多炼油厂和石油销售公司在出厂油品中加抗氧防胶剂，我国也有一些炼油厂在柴油中加抗氧防胶剂。
(2)降低存储温度和减小存储氧压。温度和氧压是影响柴油变质的外部原因，通过降低存储温度和存储氧压可以减缓柴油的变质速度。主要手段有冷却储罐，降低储罐的通风透气性能。
