防锈剂分子在金属表面形成吸附性保护膜。防锈剂能在金属表面形成牢固的吸附膜，以抑制氧及水、特别是，对金属表面的接触，使金属不致锈蚀。在金属表面上，由于防锈剂极性偶分子与表面发生静电吸引而产生物理吸附，有些防锈剂极性基团还会与金属表面起化学反应，形成化学吸附。这种吸附层可以防止空气中氧气和水分及酸性物质侵蚀金属表面的作用，从而达到防锈的效果。
防锈剂对水和极性物质的增溶作用。防锈剂特别是磺酸盐和羧酸皂，能在油中捕剂分散油中的水、酸性极性物质等，将其包容在胶束或胶团中，从而排出了它们对金属表面的侵蚀，而碱性皂还起到酸中和作用。
防锈剂的水置换作用。能置换金属表面的水或水滴，从而排除了金属表面的水分，起到脱水作用。
