Az illóolajok vizsgálati elemei közé tartozik a savérték, a peroxidérték, a nedvességtartalom, a nehézfémtartalom, a mikrobiális vizsgálat, az érzékszervi értékelés, a stabilitásvizsgálat és a zsírsav-összetétel elemzése. A savérték az illóolajok szabad zsírsavtartalmát méri, ami az avasodás mértékét tükrözi. A peroxidértéket az illóolajok oxidatív stabilitásának értékelésére használják. A nehézfémtartalom vizsgálata olyan szennyeződéseket tartalmaz, mint az ólom és a higany. Az érzékszervi értékelés az illóolajok színét, szagát és megjelenését vizsgálja. A stabilitásteszt a termikus öregedési hatásokat szimulálja a termék teljesítményének értékeléséhez. A zsírsavösszetétel elemzést az illóolajok telített és telítetlen zsírsavak arányának meghatározására használják.
Az illóolajokra vonatkozó közös vizsgálati szabványok számos nemzetközi és nemzeti szabványt foglalnak magukban, mint például az ISO, az ASTM és a GB/T. A vonatkozó szabványok közé tartozik az ISO 279 (Isszenciális olajok általános vizsgálati módszerei) és a GB/T 5530 (Az állati és növényi olajok vizsgálatára vonatkozó előírások). Az ISO 3960 szabvány az olajok peroxidértékének mérésére. A GB/T 5009.37 az étkezési olajok higiéniai szabványa. Az ASTM D5555 az olajok savértékének meghatározására szolgáló szabvány.
Az illóolajok tesztelési folyamata fejlett műszereket használ a pontos mérésekhez. A vizsgálóeszközök közé tartozik a gázkromatográfiás-tömegspektrometria (GC-MS), az ultraibolya spektrofotométer (UV spektrofotométer), az atomabszorpciós spektrométer (AAS), a nedvességelemző és a viszkoziméter. A GC-MS az illóolajok illékony komponenseinek elkülönítésére és mennyiségi meghatározására, valamint molekulaszerkezet-elemzés elvégzésére szolgál. Az UV spektrofotométer az illóolajok antioxidáns aktivitását elemzi abszorbancia mérésével. Az AAS a nehézfém-szennyeződések, például az ólom és a higany pontos kimutatására szolgál. A nedvességelemző a Karl Fischer módszerrel érzékeli a maradék nedvességet az illóolajokban. A viszkoziméter az illóolajok áramlási jellemzőinek mérésére szolgál.
A ránctalanító és feszesítő hatású- illóolajokat kozmetikai hatékonysági állítás értékelési tesztekkel kell értékelni, amelyeket irodalmi vagy kutatási adatokkal kombinálnak. A hajhullás elleni, tápláló és helyreállító hatású kozmetikumokat humán hatékonysági tesztekkel kell értékelni. Azoknál a termékeknél, amelyek hatékonyságát a nyersanyag-hatékonyság alapján állítják, szakirodalmi áttekintéseket, kutatási adatok elemzését vagy hatékonysági állításértékelési teszteket kell végezni annak bizonyítására, hogy a nyersanyagok rendelkeznek az állítólagos hatékonysággal.