При термическом воздействии на циклопарафины протекают реакции, сопровождающиеся разрывом углерод-углеродных связей в боковых цепях и кольце, деструктивная гидрогенизация и в небольшой степени  ароматизация.

Каталитическое превращение циклоалканов. В 1911 г. Н. Д. Зелинский открыл реакцию каталитического дегидрирования циклоалканов.

Аналогично при дегидрировании метилциклогексана образуется толуол, из этилциклогексаиа— этилбензол, из деметилциклогексана — ксилол. Метилциклопентан изомеризуется вначале в циклогексан. Ароматизация алкилциклопентанов и алкилциклогексанов облегчается с возрастанием их молекулярной массы.
В зависимости от условий и катализатора происходят следующие реакции:

1. Перераспределение водорода между молекулами одного и того же вещества:
Реакция идет с выделением теплоты в присутствии платинового или палладиевого катализатора при комнатной температуре. Эти реакции играют значительную роль при дегидрировании циклоалканов и при гидрировании аренов. Так, винилциклогексен дает смесь этилциклогексана и этилбензола.
2. Перераспределение водорода между молекулами различных веществ. В этих реакциях молекулы одних веществ являются донорами водорода, а молекулы других—акцепторами.
Донором  является циклоалкан,  а  акцепторами   алканы  и  алкены.
Реакция ускоряется платиной, палладием, никелем, медью — типичными катализаторами гидрирования по углерод-углеродным связям. Эти реакции протекают при каталитическом крекинге на алюмосиликатах.
3. Внутримолекулярное перераспределение водорода. Эта реакция происходит в результате изомеризации, но не на катализаторах кислотного типа, а на дегидрогидрирующих катализаторах. При термокатализе идут реакции изомеризации нафтеновых углеводородов с образованием наиболее устойчивых изомеров.
 
Существует три вида изомеризации циклоалканов:
- структурная скелетная без изменения числа атомов углерода в цикле;
- структурная скелетная с изменением цикла;
- пространственная геометрическая, или транс-цис.

присутствии кислотных катализаторов при 0—140 °С процесс изомеризации циклоалканов сопровождается образованием карбкатионов.
На бифункциональных катализаторах при 240—420 °С на гидрирующе-дегидрирующих металлических центрах образуются циклоалкены, а на кислотных — карбкатионы.

Изомеризация семичленных и десятичленных циклов приводит к образованию соответствующих устойчивых декалинов.