机油的基本功能是对发动机运动金属部件提供润滑作用。如果不添加润滑油到机械中，这些部件运动时摩擦所产生的高热量，会导致部件损坏。润滑油可使表面平滑，通过减少摩擦使部件自由运转，从而减少磨损和热量。 这一功能普通机油就能做到，但合成机油可以做得更出色。

　　所有润滑油可分为三类：液体状(油)、半液体状(油脂)、固体状(石墨)。这三种都是取自植物、矿物或合成而来。然而，如果将这些原材料直接用于润滑最新的高精度的机械，它们很快就会过热，导致失火，蒸发或乳化掉。 为了防止这种情况，所有的润滑油都会混入一种特殊的材料-去杂质及支持化学作用的添加剂。然而，合成润滑油经过特殊加工，可以在普通机油无法工作的严苛状况下仍运转正常。它们的粘度特性优于矿物油，从而使其有独特的分子结构以满足并超越高性能发动机的生产标准。

　　在合成润滑油的众多性能优势中还有一项，就是它可以在高温下(普通机油此时已开始分解)保持稳定，同时还可以在低温下(普通机油此时开始变稠)保持润滑油的流动性。这样即使在极端温度下仍能提供最佳润滑，减少磨损，使发动机更清洁、更有效。合成机油有时也会和普通机油混合成价格中等的机油，称之为调配。然而，无论是合成油还是传统的油品都具有润滑的性能，不同类型的油品在这个功能上没有区别。

　　相对于传统机油来说，合成机油具有低温运行和高温氧化稳定的性能。传统机油是由不规则的长、短链碳氢原子组成。当发动机处于极端高温，短链的分子会蒸发，不稳定的分子也会被氧化和分解。并且传统机油还含有大量在原油精炼过程中没有完全去除的杂质，如硫、不稳定的碳氢化合物和其他不良的污染物。通常，全合成机油含有非一般的、高品质的基础油和一系列抗磨损、保持发动机洁净、增强流动性、保持粘度、防锈和减少摩擦的添加剂。这使全合成润滑油在更广泛温度和发动机条件下都能保持流动性和润滑性。