市面上有很多所谓的全合成油,其实并非是真正科学意义上的全合成油,它们大多数属于高度精炼的第三类矿物油(GoupIII),而真正科学意义上的全合成油分两种，一种是Polyalphaolefins（PAO），是提炼出来的乙烯、丙烯经聚合、催化等复杂的化学反应炼制成的大分子基础液，另一种便是以酒精和脂肪酸为基础材料，经化学缩聚反应而合成的酯类油。
在2000年之前，一般只有以100%PAO或酯类为基础油的润滑油，才会在包装上印上“FullSynthetic”（全合成）这二个英文字。在1999年，美国消费者维权机构，Bette BusinessBueau，裁定美孚对嘉实多不应在以第三类基础油制成的产品上印上“Full Synthetic”字句的指控不成立，原因是“FullSynthetic”在包装上是市场推广用字，而并非科学用字。自此以后，很多润滑油制造商纷纷称他们以第三类基础油制成的产品为全合成油。
在一般情况下，油会在两接触面间形成一层连续的油膜。这层油膜起着液态润滑的作用——防止金属与金属间直接接触，从而减少摩擦。润滑油能否提供液态润滑，取决于能否在两个金属表面上形成不断裂的油膜。当这层油膜在重负的情况下断裂，便会造成阻力和摩擦。能在其他基础油失效的条件下仍能保持优越的润滑作用，这便是酯类油在临界润滑情况下的优胜之处。酯类分子中所含氧元素使它具有正电极；含氢元素使它具有负电极。由于电极作用，可以使酯类分子吸附在金属表面，形成一层称为黏附分子油膜的油层。正是这层黏附分子油膜使酯类油从其它因黏性而形成油膜的油中脱颖而出。当引擎启动的时候，润滑油性能的好坏就更容易辨别了。那些依靠黏度而形成油膜的润滑油，在引擎停止工作的时候会从金属表面流走。当引擎再次启动时，两金属表面的油膜已经消失，引致干启动的出现。
