溶解氧对金属的腐蚀属于电化学腐蚀的范畴。与氢去极化腐蚀相比，氧去极化腐蚀的存在更为普遍，所以研究其机理更为重要。但是由于氧去极化腐蚀的反应过程中可能有不稳定的中间产物出现，因此对它远不如对氢去极化腐蚀认识得那么清楚。根据目前的研究成果，大致可将氧去极化腐蚀的机理（或过程）分为如下步骤：

（1）氧穿过空气／溶液界面进入溶液。

（2）氧向电极表面扩散，即氧向阴极输送。氧是中性分子，其输送主要靠对流和以浓度梯度为动力的扩散运动。靠对流、扩散通过溶液的主液层，然后穿过滞流层到达阴极。金属表面的滞流层在液体静止时其厚度可达1mm，由于该层液体静止不动，主液层的对流搅拌对其影响不大，氧向阴极输送的主要阻力是通过滞流层。最终，氧在浓度梯度作用下扩散到阴极表面，形成吸附氧（此过程为控制性步骤）。

（3）在阴极表面氧分子发生还原反应，或称为氧的离子化反应。氧的离子化反应过程的机理大致可分为两类。第一类反应的中间产物为过氧化氢（酸性溶液）或二氧化一氢离子（碱性溶液），反应的控制步骤是指接收一个电子的还原步骤。在第二类反应过程的机理中，不生成过氧化氢或二氧化一氢离子，而以吸附氧或表面氧化物作为中间产物。一般来说，大多数金属电极上的氧还原过程是按第一类机理进行的；在某些活性炭和少数金属氧化物电极上的氧还原反应过程则可能是按第二类机理进行的，有关细节还有待进一步研究。