Меркаптаны легко окисляются. Слабый окислитель (такой как воздух, йод, окись железа, диоксид марганца и т. д.) может окислить тиол до дисульфида. Конъюгированная пара кислорода, образованная тиолом и дисульфидом, является общим механизмом в организме, таким как пара цистеин-цистин-кислород. Дисульфидная связь в образовавшемся дисульфиде играет важную роль в поддержании пространственной структуры белка.

Меркаптан окисляется сильным окислителем (таким как перманганат калия, азотная кислота, периодическая кислота), и проходит через промежуточную сульфеновую кислоту или сульфиновую кислоту, чтобы в конечном итоге образовать сульфоновую кислоту. Этот метод можно использовать для приготовления жирных сульфоновых кислот.

Каталитическая гидрогенизация меркаптанов может достичь десульфурации и производить соответствующие углеводороды. Гидродесульфурация в нефтепереработке основана на этой реакции. В нефти содержится небольшое количество меркаптана. Присутствие меркаптана не только делает бензин иметь неприятный запах, но также превращается в токсичный и коррозийный диоксид серы и триоксид серы при сжигании.