合成潤滑油是由人工改性或合成的化合物組成的潤滑劑。 合成潤滑油可以使用化學改性的石油成分而不是整個原油來制造，但也可以用其他原材料合成。 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成分通常屬于商業機密，并且會因生產商而異。

合成潤滑油在極端溫度下操作時用作石油精制油的替代品。 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產品相比，合成潤滑油還用于金屬沖壓以提供環境和其他好處。 這些產品也稱為無油或無油。

一些合成油由第 III 組基礎油制成，一些來自第 IV 組。 一些來自兩者的混合物。美孚起訴嘉實多，嘉實多勝訴，證明他們的第 III 類基礎油已充分改變，使其符合全合成油的要求。從那時起，API 在其有關標準的文檔中刪除了所有對合成油的引用。 全合成是一個營銷術語，不是可衡量的質量。

聚α-烯烴（聚α-烯烴，PAO）是一種非極性聚合物，由α-烯烴聚合而成。 它們被指定為 API IV 組，是一種 xxx 合成化合物。 它是一種特殊類型的烯烴（有機），在大多數合成潤滑油的生產中用作基礎油。 α-烯烴（或 α-烯烴）是一種烯烴，其中碳-碳雙鍵從 α-碳原子開始，即雙鍵位于分子中的 #1 和 #2 碳原子之間。

API 將 V 組基礎油定義為除礦物油或 PAO 潤滑油之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。 它們通過含氧酸與羥基化合物（如醇或酚）反應而衍生。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）取代 ) 組，最常見于羧酸和醇。 也就是說，酯是由酸與醇縮合而成。

許多化學上不同的酯由于它們的極性和通常優異的潤滑性而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，通過聚合從中生產聚亞烷基二醇。 聚亞烷基二醇通常通過將環氧乙烷 (EO) 和/或環氧丙烷 (PO) 與醇或水混合制成。

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 比率為 50:50 至 60:40 的聚乙二醇，它們表現出非常相似的行為。 以這種組成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是通過醇與一種或多種環氧烷反應形成的：環氧丙烷提供水不溶性，環氧乙烷提供水溶性。

PAG 提供的特性包括：高潤滑性、極性、低牽引力特性、高粘度指數、受控淬火速度、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 通常用于淬火液、金屬加工液、齒輪油、鏈條油、食品級潤滑劑以及 HFC 型液壓和氣體壓縮機設備中的潤滑劑。 PAG 潤滑油被美國xxx的兩家空壓機原始設備制造商用于螺桿式空壓機。 不同粘度等級的 PAG 油（通常為 ISO VG 46 或 ISO VG 100）通常用作采用低 GWP 制冷劑的汽車空調系統的壓縮機潤滑劑。

PAG 有多種粘度等級和添加劑組合可供選擇，用途廣泛。 其他合成潤滑劑（例如聚 α 烯烴 (PAO)）通常不具備一些 PAG 特性，例如水溶性。