合成油是一種潤滑劑，由人工制造的化合物組成。合成潤滑油可以使用化學改性的石油成分而不是全原油制造，但也可以從其他原材料合成。然而，基礎材料仍然絕大多數是經過蒸餾然后進行物理和化學改性的原油。添加劑的實際合成過程和組成通常是商業機密，并且會因生產商而異。在極端溫度下運行時，合成油用作石油精煉油的替代品。例如，飛機噴氣發動機需要使用合成油，而飛機活塞發動機則不需要。與傳統的石油和動物脂肪基產品相比，合成油也用于金屬沖壓，以提供環境和其他好處。這些產品也被稱為無油或無油。

一些合成油由III組基礎油制成，一些來自IV組。一些來自兩者的混合。美孚公司起訴嘉實多，嘉實多勝訴，證明他們的III組基礎油經過充分改變，符合全合成的要求。從那時起，API已在其有關標準的文檔中刪除了所有對Synthetic的引用。全合成是一個營銷術語，不是可衡量的質量。

聚α-烯烴（poly-α-烯烴，PAO）是一種由α-烯烴聚合而成的非極性聚合物。它們被指定為API第IV組，是一種xxx合成化合物。它是一種特殊類型的烯烴（有機），用作生產大多數合成潤滑油的基礎油。α-烯烴（或α-烯烴）是其中碳-碳雙鍵起始于α-碳原子的烯烴，即雙鍵位于分子中的#1和#2碳之間。

V組基礎油被API定義為除礦物油或PAO潤滑劑以外的任何其他類型的油。酯類是V組中最著名的合成物，它是xxx合成的化合物，由與醚鍵相鄰的羰基組成。它們是通過使含氧酸與羥基化合物（例如醇或苯酚）反應而得到的。酯通常衍生自無機酸或有機酸，其中至少一個-OH（羥基）基團被-O-烷基（烷氧基）基團取代，最常見的是羧酸和醇。也就是說，酯是通過酸與醇縮合形成的。許多化學性質不同的酯由于它們的極性和通常優異的潤滑性，出于各種原因被用作潤滑劑的添加劑或基礎油。

術語聚亞烷基二醇和聚乙二醇可互換使用。合成潤滑油約占潤滑油市場的4%。PAG約占合成潤滑油市場的24%。乙烯是用于制造合成潤滑油聚乙二醇油的基本原料。當乙烯和丙烯與氧氣反應時，我們得到環氧乙烷和環氧丙烷，通過聚合反應生成聚亞烷基二醇。聚亞烷基二醇通常通過將環氧乙烷(EO)和/或環氧丙烷(PO)與醇或水結合來制備。EO和PO之間的混合比，加上化學結構中鍵合的氧，對聚乙二醇的行為具有至關重要的影響。齒輪行業主要使用EO/PO比為50:50至60:40的聚乙二醇，它們表現出非常相似的行為。以這種組合物為特征的聚乙二醇通常也稱為水溶性聚乙二醇。聚亞烷基二醇基礎油通過醇與一種或多種環氧烷反應形成：環氧丙烷提供水不溶性，環氧乙烷提供水溶解性。

PAG具有以下特性：高潤滑性、極性、低牽引性能、高粘度指數、可控的淬火速度、良好的溫度穩定性和低磨損。它們有水溶性和不溶性兩種形式。

PAG常用于淬火液、金屬加工液、齒輪油、鏈條油、食品級潤滑劑以及用作HFC型液壓裝置和氣體壓縮機設備的潤滑劑。PAG潤滑油被美國兩家xxx的空氣壓縮機OEM用于螺桿式空氣壓縮機。不同粘度等級的PAG油（通常為ISOVG46或ISOVG100）通常用作采用低GWP制冷劑的汽車空調系統的壓縮機潤滑油。

PAG有多種粘度等級和添加劑包可供選擇，適用于各種用途。其他合成潤滑劑（例如聚α烯烴(PAO)）通常不具備某些PAG特性（例如水溶性）。PAG可防止污泥和清漆在高溫下形成。PAG的粘度指數高于PAO。在大型齒輪中，PAG潤滑劑的摩擦力低于PAO潤滑劑。PAG油是極性的，這意味著油膜很容易在所有移動的金屬部件上形成，從而減少啟動磨損。PAG可以高度生物降解，尤其是水溶性PAG。Pags比在極端天氣條件下表現更好。

PAG與礦物油、大多數密封件、油漆、清漆不相容。合成油比礦物油貴。

PAG通常與FKM氟橡膠材料和VMQ（乙烯基甲基硅）硅橡膠兼容。PAG充當溶劑，溶解并去除礦物油脂，礦物油脂會導致運動變慢、漏氣，并可能使四通閥停止運行。天然橡膠、丁腈橡膠和大多數常規密封件與PAG油不相容，尤其是涂有礦物油脂的密封件。PAG油會導致密封件收縮或膨脹，從而導致密封件嚴重泄漏或卡住。氣動氣缸和四通閥通常使用涂有礦物油脂的Buna-N橡膠密封件。

半合成油（也稱為合成混合物）是礦物油和合成油的混合物，經過精心設計，可以在不增加成本的情況下具有全合成油的許多優點。Motul于1966年推出了xxx款半合成機油。合成基礎油含量甚至低于30%但含有由酯組成的高性能添加劑的潤滑油也可以被視為合成潤滑油。一般來說，合成基礎油的比例用于定義報關單中的商品代碼以用于稅收目的。

API組II和API組III型基礎油有助于配制更經濟型的半合成潤滑油。API組I-、II-、II+-和III型礦物基礎油原料廣泛與添加劑包、性能包和酯和/或API組IV聚α-烯烴組合使用，以配制半-合成基潤滑劑。APIIII組基礎油有時被認為是全合成的，但它們仍被歸類為最高級別的礦物基礎油。合成或合成材料是通過將單個單元組合或構建成統一實體而生產的材料。如上所述的合成基礎油是人造的，并且經過定制以具有可預測的特性的受控分子結構，這與礦物基礎油不同，礦物基礎油是天然存在的碳氫化合物和石蠟的復雜混合物。

使用合成機油的優點包括在極端工作溫度下具有更好的低溫和高溫粘度性能、更好（更高）的粘度指數(VI)以及化學和剪切穩定性。這也有助于減少由于蒸發造成的損失。它具有抗氧化、熱分解和油泥問題的能力，并延長換油周期，減少使用的廢油產生的環境效益。它在極端寒冷的條件下提供更好的潤滑。使用合成油有望延長發動機壽命，并在發動機熱點（特別是渦輪增壓器和機械增壓器）中防止形成灰燼和其他沉積物，從而減少機油燃燒并減少損壞機油通道堵塞的機會。由于發動機的內部阻力減少，汽車的性能隨著馬力和扭矩的凈增加而得到改善。此外，它可以提高燃油效率——在車隊測試中記錄了1.8%到5%。研究表明，合成油的性能比普通油高47%。然而，合成機油（每體積）比礦物油貴得多，并且在某些化學環境中（主要在工業用途中）存在潛在的分解問題。