润滑油基础油主要分为矿物油基础油以及合成基础油两大类。由石油炼制过程制造出来的基础油称为矿物基础油或矿物油。矿物油应用广泛，以矿物油基础油制成的成品润滑油的性能已能满足绝大部分的润滑油要求。
合成润滑油是指由通过化学方法合成的基础油，合成基础油有很多种类，常见的有：合成烃、合成酯、聚醚、硅油、含氟油、磷酸酯。合成润滑油比矿物油的热氧化安定性好，热分解温度高，耐低温性能好等优点，但是成本较高，可以保证设备部件在更苛刻的场合工作。
在一般情况下，油会在两接触面间形成一层连续的油膜。这层油膜起着液态润滑的作用——防止金属与金属间直接接触，从而减少摩擦。润滑油能否提供液态润滑，取决于能否在两个金属表面上形成不断裂的油膜。当这层油膜在重负的情况下断裂，便会造成阻力和摩擦。能在其他基础油失效的条件下仍能保持优越的润滑作用，这便是酯类油在临界润滑情况下的优胜之处。
机油中的5W-40、5W-30等表示的是机油的粘度等级，即SAE等级。“W”是冬天的意思。W前面的数字越小，其低温黏度越小，低温流动性越好，适用的气温越低。W后面的数字的确是指在100摄氏度下机油的黏度，数字越大表明机油黏度越大。其后面的数字主要指的是机油耐高温性的指标，在高温下的保护性能越好。