油炸是以食用油脂為熱傳遞介質。油脂的熱容量為2J(℃·g)，升溫快，流動性好，油溫高。油炸時熱傳遞主要是以傳導方式進行，其次是對流作用。熱量首先由熱源傳遞到油炸容器，油脂從容器表面吸收熱量再傳到食品表面，其后一部分熱量直接由油脂帶入食品中，使食品內部各種成分快速受熱而成熟、干制。油炸過程中產生的分解物可以分為兩大類，一類為揮發性分解物，另一類為非揮發性分解物。
油炸制品加工時，將食物置于一定溫度的熱油中，油可以提供快速而均勻的傳導熱能，食物表面溫度迅速提升，水分氣化，表面出現一層干燥層，形成硬殼。然后，水分汽化層便向食物內部遷移，當食物表面溫度升至熱油的溫度時，食物內部的溫度慢慢趨向100℃，同時表面發生焦糖化反應及蛋白質變性，其他物質分解，產生獨特的油炸香味。油炸傳染的速率取決于油溫與食物內部之間的溫度差和食物的導熱系數。在油炸熱制過程中，食物表面干燥層具有多孔結構特點，其空隙的大小不等。油炸過程中水和蒸汽首先從這些大空隙中析出，然后由熱油取代水蒸汽占有的空間，水分的遷出通過油膜，油膜界面層的厚度控制著傳熱和傳質的進行，它的厚度與油的黏度和流動速度有關，與熱風干燥相似，脫水的推動力是食品內部水分的蒸汽壓只差。由于油炸時食物表層硬化成膜，使其食物內部水蒸氣蒸發受阻，形成一定蒸汽壓，水蒸氣穿透作用增強，致使食物快速熟化，因此油炸制品具有色澤金黃、外脆里嫩、口味干香的特點。
在油炸過程中，油脂和食品間的熱量傳遞和質量變化是一個動態平衡的過程。
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