Los mercaptanos son fácilmente oxidados. Un oxidante débil (como el aire, yodo, óxido de hierro, dióxido de manganeso, etc.) puede oxidar el tiol a un disulfuro. El par conjugado de oxígeno formado por el tiol y el disulfuro es un mecanismo común en el cuerpo, como un par cisteína-cistina-oxígeno. El enlace disulfuro en el disulfuro resultante juega un papel importante en mantener la estructura espacial de la proteína.

El mercaptano se oxida con un agente oxidante fuerte (como permanganato de potasio, ácido nítrico, ácido periódico), y se pasa a través del ácido sulfénico o ácido sulfinico intermedio para finalmente formar un ácido sulfónico. Este método se puede utilizar para la preparación de ácidos sulfónicos grasos.

La hidrogenación catalítica de los mercaptanos puede lograr la desulfuración y producir hidrocarburos correspondientes. La hidrodesulfuración en la refinación del petróleo se basa en esta reacción. Hay una pequeña cantidad de mercaptano en el aceite. La presencia de mercaptano no solo hace que la gasolina tenga un olor desagradable, sino que también se convierte en dióxido de azufre y trióxido de azufre tóxicos y corrosivos al quemarse.