Minérale, synthèse, semi-synthèse ?

Les huiles peuvent être d'origine :
- naturelle (végétale ou animale). On s'en sert par exemple pour formuler des lubrifiants biodégradables, mais ils sont généralement insuffisamment résistants à l'oxydation pour être employés dans des moteurs.
- minérale, c'est-à-dire extraites du pétrole : on part de pétrole brut auquel on fait subir des opérations successives de raffinage. Le produit obtenu contient un grand nombre d'hydrocarbures. La teneur en impuretés sera plus importante pour un brut d'origine naphténique que pour un brut d'origine paraffinique, aujourd'hui majoritaire en Europe.
- synthétique, c'est-à-dire obtenues par synthèse chimique (polymérisation, estérification, alkylation ...) de composants tels que oléfines (alcènes ?), aromatiques, alcools, acides, etc ... Il n'existe ceci dit pas de définition précise du terme "huile de synthèse", et certaines huiles minérales obtenues par conversion à l'hydrogène sont parfois dites semi-synthétiques. Les hydrocarbures de synthèse les plus intéressants sont les polyalphaoléfines (PAO), fréquemment utilisées comme bases pour les lubrifiants pour moteurs haut de gamme. Elles sont désignées par un chiffre qui indique leur viscosité à 100° en mm²/s, les plus fréquentes étant les PAO 4 à 8 (la fourchette va environ de 2 à 100). Les polyoléfines internes (PIO) ont des propriétés assez semblables aux PAO, mais font appel à des opérations de raffinage et peuvent donc contenir des impuretés, contrairement aux PAO. Les polyisobutènes (PIB) sont disponibles dans de larges plages de viscosité, et on peut donc les utiliser par exemple comme additifs améliorant l'adhésion des huiles de graissage de chaînes. Ils sont également utilisés pour les huiles 2 temps, car formant peu de dépôts. Les esters sont obtenus par réaction entre des acides et des alcools. On distingue les diesters, les esters de néopolyols, les esters complexes, et les polyesters, très visqueux.
Aujourd'hui, la grande majorité des huiles 100% synthèse est formulée à partir de PAO ou PIO fluides, associées à quelques % (moins de 20) d'esters. 

Les huiles sont en outre fortement additivées (jusqu'à 25 % d'additifs pour les moteurs diesel suralimentés).  Citons entre autres :
- les additifs améliorant l'indice de viscosité, qui permettent d'épaissir l'huile à haute tempréature tout en n'ayant qu'une influence très limitée à basse température.
- les additifs détergents qui permettent d'éviter les dépôts de résidus de combustion et de particules d'usure. De tels dépôts seraient particulièrement nocifs au niveau du cordon de feu du piston ainsi que dans les gorges des segments.
- les additifs dispersants qui permettent de maintenir en suspension toutes ces impuretés (suies, poussières, boues à froid, ...)
- les additifs antioxydants, indispensables dès que la température dépasse 50 à 60° en continu. La durée de vie d'un lubrifiant est principalement limitée par cette oxydation.
- les additifs anti-usure, qui agissent principalement en régime de lubrification limite.
- les additifs anti-rouille (pour les matériaux ferreux) et anti-corrosion (pour les alliages de cuivre et les matériaux antifriction des coussinets)
- les additifs abaisseurs de point d'écoulement. Permettent de retarder, lorsque la température descend, l'apparition des premiers cristaux de solidification.
- les additifs anti-mousse ; le moussage est une conséquence de l'utilisation de détergents et de dispersants. La formulation d'un anti-mousse est délicate, et un additif qui fonctionne avec un lubrifiant donné peut se révéler inopérant voire nocif avec un autre. 
- les additifs réducteurs de frottement, dont l'utilisation conduit à une diminution du coefficient de frottement lors des régimes limite ou mixte 
- les additifs modificateurs de frottement, qui permettent de limiter les saccades qui peuvent affecter les organes de friction immergés dans l'huile (embrayages, par exemple ...)