基础油主要分为五类。
一类基础油：溶剂精制矿物油。
主要是用物理方法提炼生产而成的，原材料的分子化学结构并不会在生产过程发生改变，使用这类机油的特点是，性能的好坏直接和原料好坏有很大的关系。
主要应用于要求较低的轻载情况，其含硫量大于0.03%，饱和烃含量小于90%，粘度指数在80-120。
二类基础油：加氢裂解矿物油。
主要是使用了化学的方法来生产的，采用氢工艺和溶剂工的组合工艺方式来生产，性能上能改变原料的化学分子结构，加氢后能改变了原来的烃类结构，可以起到提高抗氧化性，让机油的杂质减少，提升热安定性、烟炱分散性等各项性能，可以不受原料性能的限制。
相比一类基础油，二类基础油的抗氧化性、纯度、颜色、性能都有所提高。其含硫量小于0.03%，饱和烃含量大于90%，粘度指数在80-120。
三类基础油：深度加氢异构脱蜡基础油。
用全加氢工艺制得，与二类基础油相比，属于高黏度指数的加氢基础油，又称作非常规基础油（UCBO）。三类基础油在性能上远远超过一类基础油和二类基础油，尤其是具有很高的黏度指数和很低的挥发性。
三类相对二类粘度更高，可用于要求较高的情况，同时污染物有所减少。其含硫量小于0.03%，饱和烃含量大于90%，粘度指数大于120。
四类基础油：聚α烯烃合成油，也叫PAO。
常用的生产方法有石蜡分解法和乙烯聚合法。PAO依聚合度不同可分为低聚合度、中聚合度、高聚合度，分别用来调制不同的油品。PAO一般会通过添加添加剂，来达到更高的润滑性，PAO机油具有超高的粘度指数，出色的抗氧化性和热稳定性、低挥发性，能满足越来越高的润滑油性能要求。
以PAO作为基础油的全合成润滑油，具有极为出色的润滑保护，发动机在动力、燃油经济性、持久性、抗高温能力上都有上乘表现，除了科学的配方，还要得益于PAO出类拔萃的性能特点。包括：优异的高温稳定性、粘度指数高、氧化安定性好、倾点低，
低温流动性好等特点。
市面上很多声称“全合成油”的润滑油，其实是以高度精炼的第三类矿物油作为基础油，并非真正意义的全合成润滑油，按照欧洲的严格标准，只有基础油全部使用PAO的润滑油，才是真正的全合成润滑油，所以消费者在购买时一定要仔细的辨别。
五类基础油:其他所有的基础油。包括（合成烃类、酯类、硅油等）植物油、再生基础油等。
很多赛车也用这类油，酯类油多用于航空技术，具有很强的耐高、低温和抗磨损性。
分为单酯类，双酯类，多远醇酯类。酯类油本身就有很好的润滑能力，而且油膜厚度很厚实，但酯类油也存在容易氧化，高温下寿命短的缺点，并且易腐蚀，遇到水会不稳定，对涂料和油封的相容性会差一些。
