由于原油、地层水及所含天然乳化荆组成的复杂性，对油一水界面上发生的物理一化学过程的研究又极其困难，因而对化学破乳剂的破乳过程和破乳机理的研究仍处于较低的研究水平，即处于设想和推理的过程。关于破乳机理，比较成熟的说法有：

(1) 顶替说
化学破乳剂较乳化剂具有更高的活性，它能够快速地穿过油相，分散到油水界面上，将天然乳化剂排挤掉，自己构成一个新的易破碎的界面膜。这种界面膜在外力的作用下破裂，使油水分层。

(2) 反相说
某些能形成O／W型乳状液的亲水乳化剂，加到W／O型原油乳状液中之后，能使W／O型乳状液转相为O／W型乳状液。在转相的过程中，界面膜破裂，油水分层。

(3) 分散说
某些有机溶剂，如汽油、苯、丙酮等，对原油中的天然乳化剂，如胶质、沥青质等具有很强的溶解能力，还能降低原油粘度，使水滴易于分出。但因其用量大、成本高，实际上极少采用有机溶剂使原油乳状液破乳。

(4) 中和说
某些电解质破乳剂加到乳状液中之后，能使水滴间的静电斥力减弱，破坏受同性电荷保护的界面膜。