合成油係由化學合成方式製成，故其性狀亦有所不同，合成潤滑油 (Synthetic Lubricant) 是藉由化學反應，來混和較低分子量成分以形成較高分子量成分程序，所製造出來的流體。在某些狀況條件下此一類的流體可以與一些經過選擇的添加劑合成，即為 常見之合成油。在先天受到控制的條件下，合成油為含有純淨的成分或純淨成分的混合物。也因此合成油亦被稱作為人造油 (MAN-MADE) 。

礦物油是由石油提煉出來，其成分較多雜質，也因此較易產生油泥及積碳。合成油具有比礦物油更高之閃火點及更低流動點，常被使用於較嚴苛操作機件及工作環 境，近年來常被使用於車輛引擎油、高壓空氣壓縮機油、工廠齒輪箱油、及特殊用途油脂中。

首先，如果要分礦物油與合成油，那除了Group I~III之外全都是合成油，Group I~III全都是礦物油。 什麼是合成油？就是以小分子碳氫化合物經多種轉化、聚合反應形成長鏈分子形成的油。

一般講合成機油，大多是合成碳氫油，統稱SHC(Synthetic Hydro Carbon)，SHC的眾多類別裡以PAO(Poly-alpha-Olefin)使用得最多，換句話說，絕大多數的合成機油就是PAO油。

礦物油本身潤滑性能其實很不錯，只是在80度以上的環境，礦物油有揮發（然後變更黏）、酸化、氧化劣化的問題，所以用作引擎機油效期不如合成油。PAO本身潤滑性能其實不好，不過引擎機油的潤滑性能主要是取決於其添加劑組合，例如抗氧化、抗蝕、抗磨、極壓、清淨、消泡劑等等。SM級比SJ級機油好，不是好在基礎油，而是好在添加劑。

合成油真的有價值嗎？高級PAO齒輪油的壽命一般至少有高級礦物齒輪油的2~4倍，機油沒有這麼大差異是因為引擎機油添加劑消耗的速度高於PAO劣化的速度！ 礦物油的VI高不起來，但合成油的VI也不一定高。一切都視具體品種而定，不要迷信名詞。 VI的具體意義就是黏溫穩定性，高VI的油，高低溫時的黏度變化比較小，例如：0W40的機油，VI高於0W30更高高高於20W30。W前後兩個數字差愈大，VI就愈高。不過除非你真的在很冷的地方，不然VI值的影響並不那麼顯著。然而這個數值裡頭有個漏洞，那就是說這個黏度規格與VI都是量新油的，如果油裡加了VI提昇劑，那在新油時的VI會很優，但使用一段時間後，VI提昇劑死光了，你的10W40可能就變成了30W40。

高VI值的礦物油大體上就是靠這招。所以還是選擇原本VI就比較高的合成油比較好。 在低負荷輕型引擎(比方說速克達)上，使用合成油非必要，使用礦物油即可。開買菜車的人也未必需要合成機油，使用半合成油(PAO＋礦物油)即可。 Mobil 1機油號稱合成油，其實在業界是頗有爭議的，因為它的基礎油VHVI其實不是『合成』的，而是以氫裂解製程處理過的礦物油，ExxonMobil「宣稱」VHVI的性能接近於合成油。 講到礦物油的精煉，除蠟除硫是最最最基本的，很少有潤滑油能使用含蠟的礦物油。再下來是氫化，將不飽和鍵除去以提昇抗氧化性能，再下來是氫裂解，就是VHVI的製法。

然而無論如何，礦物油還是半天然產物，較複雜的成分仍是其(相對於合成油)較易劣化的根源。 很多引擎密封橡膠在浸到PAO後會些微縮水，所以多數PAO機油也會加入所謂Group V的Ester（酯油），因為Ester會讓這些密封橡膠膨脹，一縮一脹就平衡了。因此PAO機油加Ester未必是為了較佳潤滑性能，也有可能是為了平衡橡膠的脹縮。我到現在還在猶豫不敢把我的車換Ester油，就是因為無法確定我的Capella的引擎油封能否抵抗Ester的侵蝕。這種侵蝕會花個好幾個月才看得出來（漏油），不是消費者能輕易發現的。

Ester根本不是什麼新鮮事，我們公司30幾年前就有生產Ester潤滑油脂了。 Ester的確有比PAO優良的潤滑性能，且Ester比PAO耐高溫、比PAO的VI高，但若車子真的用在零下40的嚴寒地帶，惟一的機油選擇卻是PAO，礦物油與Ester本身均不耐這種超低溫。 想知道比Ester更層厲害的油嗎？不是氟化油或矽油，它們的潤滑性能奇差無比，真正的潤滑之王是PAG（聚乙二醇）油，不過除非引擎裡沒有鋁合金、引擎油封是氟橡膠或EPDM或NR，不然不能用PAG，所以世界上也沒有人出一般車輛用的PAG引擎機油。

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