Lijnzaadolie is geen afzonderlijk molecuul, maar een mengsel van glycerinetri-esters, oftewel triglyceriden. De vetzuursamenstelling is voornamelijk onverzadigd en omvat vooral α-Linolensäure en daarnaast Ölsäure en Linolsäure. Voor α-Linolensäure vermeldt de bron een aandeel van 45 tot 71 procent; voor Ölsäure wordt ongeveer 10 tot 22 procent en voor Linolsäure ongeveer 12 tot 18 procent opgegeven. Deze waarden beschrijven de olie en zijn geen vastgelegde samenstelling voor elke cosmetische batch.
Het chemische karakter van de vetzuren verklaart hoe de olie reageert met zuurstof. Zuurstof kan reageren met de dubbele bindingen van onverzadigde vetzuren; daaropvolgende reacties leiden tot vernetting van afzonderlijke moleculen. Bij het uitharden neemt lijnzaadolie eerst zuurstof op en vormt het vervolgens een polymeer dat Linoxyn wordt genoemd. Het verloop hangt onder meer af van zuurstof, licht, temperatuur, luchtvochtigheid en katalytisch werkende toevoegingen.
Voor cosmetische verzorging wordt lijnzaadolie ingedeeld als huidverzorgend, en een vakbeschrijving brengt meervoudig onverzadigde vetzuren in verband met een vermindering van vochtverlies. Ook wordt beschreven dat de olie in de bovenste huidlagen kan doordringen en in olie oplosbare bestanddelen kan meenemen. Deze toelichtingen gaan over mogelijke eigenschappen in een formule, niet over de werking van pure olie op elke huid. De dragende functie heeft uitdrukkelijk betrekking op olieoplosbare stoffen en kan niet worden doorgetrokken naar wateroplosbare stoffen.
De oxidatie- en polymerisatiereacties zijn chemische eigenschappen van het materiaal en verklaren ook het traditionele gebruik als bindmiddel in olieverf. Op zichzelf vormen ze geen bewijs voor een cosmetisch effect, zoals een zichtbare verandering van de huid. De beschikbare teksten beschrijven cosmetische functies en mogelijke verzorgende eigenschappen, maar bevatten geen resultaten van gecontroleerde studies in een PubMed-abstract. Daarom kan op basis van alleen de chemische mechanismen geen klinisch bewijs voor een specifiek cosmetisch voordeel worden afgeleid.