Neste trabalho estudamos a utilização de parâmetros termo-ópticos para a detecção e monitoramento da degradação de óleos vegetais. Foram utilizados os óleos de soja e girassol, com e sem adição dos antioxidantes ácido cítrico e TBHQ. As amostras foram submetidas a ensaios de termoxidação e fritura, usando dois tipos de alimento. Foram analisados resultados de propriedades como índice de refração, calor específico, densidade, coeficiente de expansão térmica volumétrica, coeficiente térmico do índice de refração, coeficiente térmico da polarizabilidade eletrônica, difusividade térmica e compostos polares totais. Os resultados foram analisados em termos do tempo de termoxidação e da quantidade de lotes de fritura a que foram submetidas as amostras. Foram verificadas alterações em quase todos os parâmetros analisados, tanto para o caso de amostras termoxidadas como para as submetidas a ensaios de fritura. Esses parâmetros apresentaram excelente correlação com os valores dos compostos polares totais (CPT), considerado um dos mais adequados índices na avaliação de óleos vegetais. Além dos CPT, outras técnicas convencionais também foram utilizadas na análise, como a espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier e a calorimetria diferencial de varredura. A parcela hidrolítica da degradação se mostrou significativa na alteração total dos óleos, mediante comparação com os resultados obtidos para as amostras apenas termoxidadas. Em função dos efeitos verificados nos transientes de Lente Térmica, um novo modelo que leva em consideração efeitos de difusão de massa foi utilizado.