(1)潤滑作用
發動機在運轉時，如果一些摩擦部位得不到適當的潤滑，就會產生干摩擦。實踐證明，干摩擦在短時間內產生的熱量足以使金屬熔化，造成機件的損壞甚至卡死(許多漏水或漏油的汽車出現拉缸、抱軸等故障，主要原因就在于此)。因此必須對發動機中的摩擦部位給予良好的潤滑。 當潤滑油流到摩擦部位后，就會粘附在摩擦表面上形成一層油膜，減少摩擦機件之間的阻力，而油膜的強度和韌性是發揮其潤滑作用的關鍵。
(2)冷卻作用
燃料在發動機內燃燒后產生的熱量，只有一小部分用于動力輸出以及摩擦阻力消耗和輔助機構的驅動上；其余大部分熱量除隨廢氣排到大氣中外，還會被發動機中的冷卻介質帶走一部分。發動機中多余的熱必須排出機體，否則發動機會由于溫度過高而燒壞。這一方面靠發動機冷卻系來完成，另一方面靠潤滑油從氣缸、活塞、曲軸等表面吸收熱量后帶到油底殼中散發。
(3)洗滌作用
發動機工作中，會產生許多污物。如吸入空氣中帶來的砂土、灰塵，混合氣燃燒后形成的積炭，潤滑油氧化后生成的膠狀物，機件間摩擦產生金屬屑等等。這些污物會附著在機件的摩擦表面上，如不清洗下來，就會加大機件的磨損。另外，大量的膠質會使活塞環粘結卡滯，導致發動機不能正常運轉。因此，必須及時將這些污物清理，這個清洗過程是靠潤滑油在機體內循環流動來完成的。
(4)密封作用
發動機的氣缸與活塞、活塞環與環槽以及氣門與氣門座間均存在一定間隙，這樣能保證各運動副之間不會卡滯。但這些間隙可造成氣缸密封不好，燃燒室漏氣結果是降低氣缸壓力及發動機輸出功率。潤滑油在這些間隙中形成的油膜，保證了氣缸的密封性，保持氣缸壓力及發動機輸出功率，并能阻止廢氣向下竄入曲軸箱。
(5)防銹作用
發動機在運轉或存放時，大氣、潤滑油、燃油中的水分以及燃燒產生的酸性氣體，會對機件造成腐蝕和銹蝕，從而加大摩擦面的損壞。潤滑油在機件表面形成的油膜，可以避免機件與水及酸性氣體直接接觸，防止產生腐蝕、銹蝕。
(6)消除沖擊
載荷在壓縮行程結束時，混合氣開始燃燒，氣缸壓力急劇上升。這時，軸承間隙中的潤滑油將緩和活塞、活塞銷、連桿、曲軸等機件所受到的沖擊載荷，使發動機平穩工作，并防止金屬直接接觸，減少磨損。