關于增塑劑的作用機理，已經爭論了近半個世紀，曾有人用潤滑，擬膠、自由體積等理論來給予解釋。潤滑理論認為增塑劑是起界面潤滑劑的作用，聚合物能抵抗形變具有剛性，是因聚合物大分子間具有摩擦力(作用力)，增塑劑的加入能促進聚合物大分子間或鏈段間的運動，甚至當大分子的某些部分締結成凝膠網狀時，增塑劑也能起潤滑作用而降低分子間的“摩擦力”，使大分子鏈能相互滑移。
增塑劑的作用機理是什么
換言之，增塑劑產生了“內部潤滑作用”。這個理論能解釋增塑劑的加入使聚合物粘度減小，流動性增加，易于成型加工，以及聚合物的性質不會明顯改變的原因。但單純的潤滑理論，還不能說明增塑過程的復雜機理，而且還可能與塑料的潤滑作用原理相混淆。在此基礎上又有人提出了凝膠理論。
凝膠理論認為聚合物(主要指無定形聚合物)的增塑過程是使組成聚合物的大分子力圖分開，而大分子之間的吸引力又盡量使其重新聚集在一起的過程，這樣“時開寸集”構成一種動平衡：在一定溫度和濃度下，聚合物大分子間的“時開時集”，造成分子間存在若干物理“連接點”，這些“連接點”在聚合物中不是固定的，而是彼此不斷接觸“連接”，又不斷分開。
增塑劑的作用是有選擇性在這些“連接點”處使聚合物溶劑化，折散或隔斷物理“連接點”，并把大分子鏈聚攏在一起的作用中心遮蔽起來，導致大分子間的分開，這一理論更適用于增塑劑用量大的極性聚合物的增塑。而對非極性聚合物的增塑，由于大分子間的作用力較小，認為增塑劑的加入，只不過是減少了聚合物大分子纏結點(連接點)的數目而已。
