Zeytinyağı, özellikle natürel sızma türü, mutfakta ısıya karşı oldukça dayanıklı bir yağdır; ancak bu dayanıklılık türüne, kalitesine ve pişirme yöntemine bağlı olarak değişir. Soğuk sıkım yöntemiyle elde edilen taze natürel sızma zeytinyağı, ısıya dayanıklılığı nedeniyle özellikle sote ve hafif kızartmalarda tercih edilir. Bunun sebebi yağın yanma noktasının (yaklaşık 190-210°C) yüksek olmasıdır; yani yüksek sıcaklıklarda dahi yapısındaki değerli bileşikler uzun süre bozulmadan kalabilir. Ancak yağın aşırı ısıtılması, kimyasal yapısının bozulmasına ve istenmeyen tatların ortaya çıkmasına yol açar. Bu yüzden özellikle kızartma yapılırken yağın duman noktasına dikkat etmek önemlidir. Zeytinyağı, diğer yağlara kıyasla ısıya karşı daha stabil olduğu için mutfakta hem lezzet hem de teknik açıdan ideal bir seçenektir. Ayrıca zeytinyağı, pişirme sırasında yiyeceğin doğal aromasını ortaya çıkarırken, yemeğe hafifçe meyvemsi, baharatımsı ve yeşil tonlar katar. Bu da özellikle Akdeniz mutfağındaki sebze, et ve deniz ürünlerinde tercih edilmesini sağlar. Pişirme sırasında kullanılan zeytinyağının kalitesi, yemeğin son tadını doğrudan etkiler; kaliteli bir yağda bulunan polifenoller ve doğal aromalar, yemeğin lezzet derinliğini arttırırken, düşük kaliteli ya da rafine edilmiş yağlar ise bu tatları bastırır. Bu nedenle zeytinyağı seçiminde hem mutfak kullanımı hem de aroma profili göz önünde bulundurulmalıdır.