石油潤滑油的用量占總用量90%以上，因此潤滑油常指石油潤滑油。主要用于減少運動部件表面間的摩擦，同時對機器設備具有冷卻、密封、防腐、防銹、絕緣、功率傳送、清洗雜質等作用。主要以來自原油蒸餾裝置的潤滑油餾分和渣油餾分為原料。潤滑油最主要的性能是粘度、氧化安定性和潤滑性，它們與潤滑油餾分的組成密切相關。粘度是反映潤滑油流動性的重要質量指標。不同的使用條件具有不同的粘度要求。重負荷和低速度的機械要選用高粘度潤滑油。氧化安定性表示油品在使用環境中，由于溫度、空氣中氧以及金屬催化作用所表現的抗氧化能力。油品氧化后，根據使用條件會生成細小的瀝青質為主的碳狀物質，呈粘滯的漆狀物質或漆膜，或粘性的含水物質，從而降低或喪失其使用性能。潤滑性表示潤滑油的減磨性能。潤滑油添加劑概念是加入潤滑劑中的一種或幾種化合物，以使潤滑劑得到某種新的特性或改善潤滑劑中已有的一些特性。添加劑按功能分主要有抗氧劑和金屬減活劑、極壓抗磨劑、摩擦改善劑(又名油性劑)、清凈分散劑、泡沫抑制劑、防銹劑、抗氧防腐劑、流點改善劑、粘度指數增進劑、抗乳劑等類型。市場中所銷售的添加劑一般都是以上各單一添加劑的復合品，所不同的就是單一添加劑的成分不同以及復合添加劑內部幾種單一添加劑的比例不同而已。
潤滑
發動機在運轉時，如果一些摩擦部位得不到適當的潤滑，就會產生干摩擦。實踐證明，干摩擦在短時間內產生的熱量足以使金屬熔化，造成機件的損壞甚至卡死(許多漏水或漏油的汽車出現拉缸、抱軸等故障，主要原因就在于此)。因此必須對發動機中的摩擦部位給予良好的潤滑。當潤滑油流到摩擦部位后，就會粘附在摩擦表面上形成一層油膜，減少摩擦機件之間的阻力，而油膜的強度和韌性是發揮其潤滑作用的關鍵。但是又不能用量過大，因為量過大時會產生平方關系的阻力，對轉速影響極大，所以在用量上要特別注意。
冷卻
燃料在發動機內燃燒后產生的熱量，只有一小部分用于動力輸出以及摩擦阻力消耗和輔助機構的驅動上；其余大部分熱量除隨廢氣排到大氣中外，還會被發動機中的冷卻介質帶走一部分。發動機中多余的熱必須排出機體，否則發動機會由于溫度過高而燒壞。這一方面靠發動機冷卻系來完成，另一方面靠潤滑油從氣缸、活塞、曲軸等表面吸收熱量后帶到油底殼中散發。
洗滌
發動機工作中，會產生許多污物。如吸入空氣中帶來的砂土、灰塵，混合氣燃燒后形成的積炭，潤滑油氧化后生成的膠狀物，機件間摩擦產生金屬屑等等。這些污物會附著在機件的摩擦表面上，如不清洗下來，就會加大機件的磨損。另外，大量的膠質會使活塞環粘結卡滯，導致發動機不能正常運轉。因此，必須及時將這些污物清理，這個清洗過程是靠潤滑油在機體內循環流動來完成的。
密封
發動機的氣缸與活塞、活塞環與環槽以及氣門與氣門座間均存在一定間隙，這樣能保證各運動副之間不會卡滯。但這些間隙可造成氣缸密封不好，燃燒室漏氣結果是降低氣缸壓力及發動機輸出功率。潤滑油在這些間隙中形成的油膜，保證了氣缸的密封性，保持氣缸壓力及發動機輸出功率，并能阻止廢氣向下竄入曲軸箱。
防銹
發動機在運轉或存放時，大氣、潤滑油、燃油中的水分以及燃燒產生的酸性氣體，會對機件造成腐蝕和銹蝕，從而加大摩擦面的損壞。潤滑油在機件表面形成的油膜，可以避免機件與水及酸性氣體直接接觸，防止產生腐蝕、銹蝕。
消除沖擊載荷
在壓縮行程結束時，混合氣開始燃燒，氣缸壓力急劇上升。這時，軸承間隙中的潤滑油將緩和活塞、活塞銷、連桿、曲軸等機件所受到的沖擊載荷，使發動機平穩工作，并防止金屬直接接觸，減少磨損。