HDPE土工膜为高分子聚合物，由96%~97.5%聚乙烯树脂、2%~3%炭黑和0.5%~1%的添加剂组成。根据不同的环境条件和作用机理，HDPE土工膜的降解类型主要分为氧化降解、萃取降解、紫外线降解和热降解，氧化降解是填埋场底部HDPE土工膜最主要的降解类型。
氧化过程实质是1个自由基链反应的过程，可分为3个阶段，阶段一代表抗氧化剂（稳定剂）消耗的过程，这时期土工膜的机械性质不改变，抗氧化剂主要与氧、自由基和烷基过氧自由基等物质发生化学反应，或以物理运移、萃取、冲洗及蒸发等方式损耗，一般通过氧化诱导时间试验测定，该实验有两种类型，即标准OIT试验和高压OIT试验。阶段二为氧化降解诱导期，这时期土工膜的机械性质仍然不变，而分子组成会发现明显变化，一般利用傅立叶变换红外线光谱分析仪分析。阶段三为氧化降解期，此阶段早期主要发生物理作用，以分子交联作用为主，分子量增加，结晶度上升，工程性质无明显变化；后期转为化学作用，以断链作用为主，分子量减少，工程性质下降（如断裂应力与应变、拉张模量等），直至最终失稳，阶段三结束。
一般认为，当土工膜的工程特性（如应力开裂、拉裂应力和拉裂应变）下降到某一个特定值（原来工程特性值的50%或某一规定值）以下时则认为其失稳。熔流指数MI试验和切口恒载荷拉伸试验NCTL是分析该阶段的两种有效实验，前者用于测试土工膜的分子量，后者则主要测量应力开裂特性。