Les mercaptans sont facilement oxydés. Un faible oxydant (comme l'air, l'iode, l'oxyde de fer, le dioxyde de manganèse, etc.) peut oxyder le thiol en un disulfure. La paire conjuguée d'oxygène formée par le thiol et le disulfure est un mécanisme commun dans le corps, tel qu'une paire cystéine-cystine-oxygène. Le lien disulfure dans le disulfure résultant joue un rôle important dans le maintien de la structure spatiale de la protéine.

Le mercaptan est oxydé avec un agent oxydant fort (tel que le permanganate de potassium, l'acide nitrique, l'acide périodique), et passe par l'acide sulfénique ou l'acide sulfinique intermédiaire pour finalement former un acide sulfonique. Cette méthode peut être utilisée pour la préparation d'acides sulfoniques gras.

La catalyse de l'hydrogénation des mercaptans peut permettre la désulfuration et produire les hydrocarbures correspondants. La désulfuration dans le raffinage du pétrole est basée sur cette réaction. Il y a une petite quantité de mercaptan dans le pétrole. La présence de mercaptan non seulement donne à l'essence une odeur désagréable, mais se transforme également en dioxyde de soufre et en trioxyde de soufre toxiques et corrosifs lorsqu'il est brûlé.