由于原油、油層水及所含天然乳化劑組成的復雜性，對油水界面上發生的物理化學過程的研究又極其困難，因而對化學克孜勒蘇柯爾克孜破乳劑的破乳過程和破乳機理仍處于研究之中，但破乳劑和乳化劑都是表面活性物質，兩者的作用卻截然相反。現將各種破乳劑的破乳機理歸納如下：

1、表面活性作用。破乳劑都具有高效能的表面活性物質，破乳劑較乳化劑有更高的活性，有文獻認為破乳劑活性應比乳化劑大100～1000倍，使破乳劑能迅速地穿過乳狀液外相分散到油水界面上，替換或中和乳化劑，降低乳化水滴的界面張力和界面膜強度，使形成W/O型乳狀液變得很不穩定。界面膜在外力作用下極易破裂，從而使乳狀液微粒內相的水突破界面膜進入外相，從而使油水分離。這不僅可以破壞已經形成的原油乳狀液，還可以防止油水混合物進一步乳化，起到降低油水混合物黏度和加速油水分離的作用。

2、反相乳化作用。原油乳狀液是在原油中憎水的乳化劑作用下形成的，俗稱W/O型乳狀液，如環烷酸、瀝青質等。采用親水型的破乳劑可以將乳狀液轉化為O/W型乳狀液，借乳化過程的轉換以及O/W型乳狀液的不穩定性而使油水分離。當破乳劑促使油包水轉相形成水包油型乳狀液時，此時水在外面很容易碰撞聚集成大水滴沉降出來。

3、“潤濕”和“滲透”作用。破乳劑可以溶解吸附在油水界面的膠質、瀝青質、固體粉末等天然乳化劑，防止天然乳化劑構成的界面膜阻礙水滴聚結。如黏土、硫化鐵、鉆井泥漿等固體顆粒具有親水性，破乳劑能把這些固體乳化劑從油水界面拉入水滴內；瀝青質和高熔點蠟晶等具有親油性，破乳劑能讓其離開油水界面進入原油內。這樣，有利于水滴碰撞時的合并，達到水滴下沉的目的。

4、反離子作用。由于原油乳狀液中呈分散相的水滴總是帶負電荷，并在自己的表面上吸附了一部分正離子，使分散相往往帶有正電，因為所帶電荷相同，分散相的水滴之間互相排斥，水滴難于合并。如果在原油中加入離子型的破乳劑，極性相反的離子被吸附在水滴表面并將正電荷中和，使水滴問的靜電斥力減弱，破壞受同性電保護的界面膜，使水滴合并從油中沉降下來。