近些年，乳化油破乳的机理研究主要集中两方面，液滴聚结过程的研究和破乳剂在多重界面流变性质的作用。但由于破乳剂在进行破乳时所发生的一系列物理化学变化复杂，虽然众多研究工作在该领域已经逐渐展开并且完善，但现在针对破乳剂破乳的过程中所发生的各种物理化学变化尚无统一定论。
许多论文著述表明，分油、絮凝、膜排水、聚结等阶段被认为是破坏乳化油薄膜所必须经历的过程。向含乳化油的废水中投加破乳剂使油水界面逐渐扩散，以界面活性为研究对象，分析其高低，原油中成膜物质低于破乳剂，在油水界面上能完成吸附的则是破乳剂，且当界面上已经完成吸附时，还可以将其中一部分的天然乳化剂进行置换，原油中含有的物质中有一定的膜结构，它会与之形成混合膜，其界面强度会明显降低，从而造成界面膜受到损坏，使油粒释放出来，达到分离油水两相的目的，取得良好的破乳效果。研究发现，水溶性破乳剂的作用机理是通过损坏乳液界面膜，替换界面粗乳化剂，或改变界面层的润湿性，增加界面非活性的配合物而引起破乳;不同的是，油溶性破乳剂可以取代天然粗胶体，除此之外，破乳剂拥有中和的特点，致使界面膜和乳液体系均受到损坏。在研究破乳剂的作用时，描述的方法选取了对称平面平行膜的模型。假如一个体系中根本没有天然乳化剂，如破乳剂，液滴界面膜吸附沥青质等，会减少两个液滴的聚结膜的厚度，进而在界面上，天然乳化剂分子的分布不均匀，界面张力梯度由此下降至负值，减弱了膜排水作用;在界面浓度大小一样的情况下，投加入破乳剂，界面空缺的位置将被逐渐弥散的破乳剂将填充，由于天然乳化剂降低界面张力的能力没有破乳剂强，后者使膜中的界面张力减弱，在两相之间沥青质的转移速度变得非常缓慢，界面张力梯度由此上升，呈现正值，膜排水过程的速度将不断提高。由絮凝剂水解产生的质物兼有凝聚与絮凝的特性，水中油粒能强烈吸附水解与聚合反应的各种产物，使油粒间排斥势能降低，从而使油粒脱稳，实现破乳。絮凝破乳这一过程采用化学法，其作用机理复杂多变，总体有以下几个方面：具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
(1)顶替或置换机理：这种观点是，乳化油的成膜物质低于破乳剂的表面活性，因此吸附到油.水界面，并且将原有成膜物质进行替换等方面具有极大的优势，形成的新膜稳定性极差，从而不断加速原油破乳过程。(2)反相作用机理：首先，在机械能和热能的作用下，使得破乳剂和水油界面膜有机会连接，原油界面膜内存在的原有的天然活性物质也会逐渐被置换，得到新的不稳定的具有亲水性强，牢固度差的油水界面膜，因此W/o(O/W)型乳状液就应运而生，O/W(W/O)乳状液慢慢消退。外相的水聚集凝结在一起，其体积不断缩小，达到一定程度后，油水之间会产生密度差，从而实现水与油相较好的分离。(3)絮凝.聚结机理：这种观点是，特别大的分子量、支链较多的破乳剂在热能和机械能的作用下能使原油乳状液中的分散水滴聚集成团，小水滴之间也会相互聚集，然后凝聚过程就由小水滴到大水滴，从而实现有效的脱离原油乳状液。(4)碰撞击破界面膜机理：如果破乳剂(高分子质量或超高分子质量的破乳剂)具有比较大的比表面积，那么这些破乳剂非常容易形成界面膜，通过升温和搅拌，这些破乳剂将不断增加液珠界面膜相互碰撞的机会或部分活性物质被替换，界面膜遭到损坏，急剧减弱界面膜的稳定性，产生聚结、絮凝。(5)润湿增溶机理：大部分专家发现，如果破乳剂溶解能力很强，将会溶解乳化膜，导致界面膜不断损坏。破乳剂能够润湿成膜物质，润湿主要有水湿和油湿两个方面，使得膜物质在水中或油中分别溶解，从而损坏界面膜。这类破乳剂等同于增溶剂。(6)反离子作用机理：该机理是O/W型乳状液的液滴，在其表面，通常所带的电荷为负，.50mv为其‘电位，从而增强乳状液的稳定性。阳离子聚合物对O/W型乳状液有三种作用，如中和界面电荷、絮凝聚结、吸附桥联等，所以破乳效果非常不错。(7)褶皱变形机理：当乳化液存在双层或多层水圈时，通过加热搅拌，加之破乳剂的作用，液滴形状发生改变，并且产生褶皱，此时存在于液滴内部各层水圈之间会相互接触，聚结在一起，最终破乳则是通过再与其他液滴相互聚结。