Hustota olivového oleje je 0,916 kg/litr. Tato hustota odpovídá okolní teplotě 16 až 17 °C, protože olivový olej se s rostoucí teplotou rozpíná, a tím se jeho hustota snižuje.
Rozdíl hustoty oleje oproti vodě byl využíván výrobci olivového oleje k oddělení rostlinné vody z oliv a oleje. V minulosti se k tomu používaly sedimentační nádrže, kde se šťáva z oliv nechala usadit. Po určité době zůstal nahoře pouze olej, zatímco voda, která má vyšší hustotu, klesla ke dnu spolu se zbytky rostlinné hmoty.
V současnosti moderní extrakční procesy také využívají rozdílu hustoty olivového oleje a vody. Celá olivová hmota se centrifuguje a jednotlivé složky se přirozeně oddělují podle své hustoty.
| Teplota (°C) | Hustota (kg/litr) | Teplota (°C) | Hustota (kg/litr) |
| 6 | 0,9230 | 18 | 0,9150 |
| 7 | 0,9224 | 19 | 0,9144 |
| 8 | 0,9217 | 20 | 0,9137 |
| 9 | 0,9210 | 21 | 0,9130 |
| 10 | 0,9204 | 22 | 0,9124 |
| 11 | 0,9197 | 23 | 0,9117 |
| 12 | 0,9190 | 24 | 0,9110 |
| 13 | 0,9184 | 25 | 0,9104 |
| 14 | 0,9177 | 26 | 0,9097 |
| 15 | 0,9170 | 27 | 0,9090 |
| 16 | 0,9164 | 28 | 0,9084 |
| 17 | 0,9157 | 29 | 0,9077 |
Odjakživa se říká, že olivový olej na pánvi při zahřívání „nabývá na objemu“. Je to jev, který lze vidět pouhým okem, jak teplota roste. Ale o kolik se skutečně zvětší?
Pro jednoduchý výpočet potřebujeme znát koeficient teplotní roztažnosti oleje (α). Hodnota použitá v tabulce je 7,9 × 10-4. Tato hodnota se však může lišit podle konkrétního olivového oleje, obvykle mezi 7,2 × 10-4 a 7,9 × 10-4.
Při použití hodnoty 7,9 × 10-4 a za předpokladu, že se olej zahřeje z 20 °C na 180 °C při smažení, se objem oleje v pánvi zvětší přibližně o 12,7 % (α × ΔT; 7,9 × 10-4 × (180 − 20)).
Hustota olejů, ať už rostlinných nebo minerálních, je poměrně podobná a vždy nižší než hustota vody. Na tomto odkazu lze vidět hustoty různých olejů.