Visando toda a problemática de mal acondicionamento de biocombustíveis, este trabalho tem como objetivo caracterizar o biodiesel termodegradado, avaliando suas propriedades físicas, através de análise reológica e espectroscópica. Amostras de biodiesel foram expostas a 110ºC, por diferentes intervalos de tempo, para acelerar o processo de oxidação. Propriedades como a viscosidade dinâmica, o poder calorífico e a absorção na região do infravermelho foram obtidas para verificar o processo de termodegradação. Observou-se uma perda de qualidade do biodiesel devido ao processo de degradação térmica. Sendo que, quanto maior o tempo de exposição a temperatura elevada, maior a variação nas propriedades físicas. A viscosidade apresentou valores acima do estabelecido pela regulamentação da Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) para as amostras aquecidas em tempos superiores a doze horas. O espectro de absorção na região do infravermelho permitiu identificar a região em torno de 1742 cm^-1 como a mais indicada para avaliar o processo de termodegradação. Sendo observado um alargamento da banda e diminuição da amplitude do pico de absorção. A diminuição do poder de combustão confirmou a perda de qualidade do biodiesel com a degradação térmica.