Les cheveux sont soumis toute l'année à différents facteurs extérieurs qui les fragilisent : chaleur du sèche-cheveux, rayons UV, pollution, chlore de la piscine, sable et sel de la mer... Ces différents éléments peuvent endommager la structure des fibres capillaires, altérer leur coloration et favoriser la survenue de pointes fourchues, chacun à leur niveau. En renforçant le film hydrolipidique enrobant naturellement les cheveux, les huiles capillaires forment un premier barrage entre les fibres et les agressions environnementales.
L'action protectrice de l'huile de coco, une huile végétale parfois utilisée pour formuler des huiles capillaires, a été démontrée au cours d'une étude. Celle-ci a mis en évidence que son application avant et après le shampoing permettait de réduire significativement la perte de protéines des cheveux, qu'ils soient intacts ou abîmés. En recouvrant les fibres d'un film et en pénétrant dans la cuticule, les lipides contenus dans les huiles capillaires protègent les écailles des cheveux des agents détergents présents dans la plupart des shampoings.
Par ailleurs, les huiles capillaires sont souvent formulées avec des huiles végétales antioxydantes. Elles peuvent ainsi aider à lutter contre le stress oxydatif, néfaste pour les fibres. En effet, les radicaux libres attaquent les différents constituants des cheveux, tels que les lipides de la cuticule, mais aussi les protéines comme la kératine et la mélanine. Ces dommages oxydatifs provoquent une perte de force et d'élasticité des cheveux, les rendant plus secs et plus sensibles à la casse. Pour les protéger, il est recommandé d'utiliser une huile capillaire une à deux fois par semaine, selon les instructions figurant sur les soin.