机械加工过程中，刀具和金属接触表面会产生高温，而在传统切削液的冷却作用下，高热固体金属会急速冷化产生淬火效应，金属表面会产生淬火马氏体组织，使金属变硬的同时脆性增强。由于淬火反应的强烈程度与温差成正比，而提高生产速度会使刀具温度更高，所以提高生产速度将产生强的淬火效应导致刀具寿命降低。
微量润滑系统中润滑剂是以微米级雾粒进给，不会产生淬火效应。在刀具没有过热的情况下，切削速度提高，工件切削层的破裂点会提前出现，也即切削破裂点将远离刀尖，使得破裂点的高温难于传给刀尖。切削热集中在工件及切屑上，刀具唯一的热源只有和切屑的接触点，切削速度提高亦会使切屑易于弯曲并以高速离开工件及刀具，从而有效减少切屑传导切削热的时间。此外，适宜的高温可以软化切削工件的表面，减小切削力，更易于切削。对于切削液的渗透机理，有着多种不同的假设。
一种比较普遍的观点认为：由于切削区摩擦接触界面上存在着强大的拉压应力和剪切应力，在这些应力的综合作用下，必然会产生微裂纹。根据物理学中的毛细现象原理，微裂纹可以作为毛细管，会把切削液引入摩擦接触区。对水蒸气作绿色冷却润滑剂的作用机理作了研究，证实了在切屑沿前刀面流出的过程中，前刀面与切屑底面的滑擦和耕犁作用使刀屑接触区形成了大量的毛细管，通过虹吸作用，使切削液渗透到切削区。同时比较了切削液以流体及蒸气形式的渗透时间，结果表明，切削液以较小直径的雾粒形式可以更迅速渗透至加工表面。微量润滑系统形成的微雾粒大小与蒸气雾粒相当，而且速度高，更利于高速进入毛细管，实现更好的润滑效果。
