หน้าที่หลักของน้ำมันเครื่อง คือ ให้การหล่อลื่นในขณะที่เครื่องยนต์ทำงาน และเคลื่อนไหวส่วนประกอบต่างๆ ที่เป็นโลหะ การเสียดสีกันของโลหะเหล่านี้ทำให้เกิดความร้อนที่สูงมากจนทำให้เกิดความเสียหายได้ สารหล่อลื่นจึงจะเข้ามามีบทบาท โดยการทำให้โลหะต่างๆ สามารถเคลื่อนไหวได้อย่างนุ่มนวล และเกิดการกระทบกันน้อยลงซึ่งจะลดการสึกกร่อนและความร้อนด้วย ซึ่งน้ำมันเครื่องปกติสามารถทำได้ดีแต่น้ำมันเครื่องสูตรสังเคราะห์ทำได้ดีกว่ามาก

สารหล่อลื่นมี 3 ประเภท นั่นคือ ของเหลว (น้ำมัน), ของหนืด (จารบี) และของแข็ง (กราไฟต์) ทั้งสามอย่างนี้ได้มาจากพืชผัก, แร่ธาตุ หรือสารสังเคราะห์ อย่างไรก็ตาม วัตถุดิบสามส่วนดังกล่าวใช้เพื่อการหล่อลื่น ทำให้เครื่องยนต์ทำงานได้ดี แต่ไม่ได้ป้องกันความร้อนที่จะเกิดอย่างรวดเร็ว,ติดไฟง่าย ,ระเหยง่าย หรือรวมตัวกันได้ง่าย เพื่อป้องกันข้อบกพร่องดังกล่าว สารหล่อลื่นทุกตัวจึงต้องเติมสารเติมแต่งหรือสารเพิ่มคุณภาพต่างๆ อย่างไรก็ตาม น้ำมันหล่อลื่นสูตรสังเคราะห์ผลิตขึ้นเพื่อทำให้มีคุณสมบัติความหนืดที่เหนือกว่าน้ำมันแร่ธรรมชาติ โดยทำให้โครงสร้างของโมเลกุลที่ยาว และสมดุลกันมากขึ้น เหมาะกับเครื่องยนต์ที่ต้องการประสิทธิภาพสูง

ท่ามกลางข้อดีของน้ำมันสูตรสังเคราะห์ ซึ่งได้แก่ฟิล์มน้ำมันที่แข็งแรงภายใต้อุณหภูมิสูงๆ (น้ำมันธรรมดา ฟิล์มน้ำมันบางและขาดจากกัน) และยังคงสภาพความหนืดของน้ำมันไม่ให้ข้นเกินไปที่อุณหภูมิต่ำ (น้ำมันธรรมดาจะเริ่มเหนียว) คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้สามารถหล่อล่นได้ดีที่อุณหภูมิสูง และอุณหภูมิต่ำ ,ลดการสึกหรอของโลหะ เครื่องยนต์จึงทำงานได้มีประสิทธิภาพมากกว่า บางครั้งน้ำมันสูตรสังเคราะห์ถูกนำมาผสมกับแบบธรรมดาเพื่อทำให้ราคาถูกลง เรียกว่า น้ำมันกึ่งสังเคราะห์

อย่างไรก็ตามน้ำมันเครื่อง สูตรสังเคราะห์ ก็ยังถือว่ามีคุณสมบัติที่ดีมากกว่า น้ำมันอื่นๆ แต่ทั้งนี้การที่จะทำให้เครื่องยนต์มีอายุการใช้งานที่นานขึ้น ก็ขึ้นอยู่กับการดูแล และ การบำรุงรักษา รวมถึงพฤติกรรมของการขับขี่ด้วยเช่นกัน