機油添加劑的作用原理主要有以下這些方面。

清凈分散劑能使發動機內部保持清潔，包括酸中和、增溶、分散和洗滌作用。酸中和可阻止酸性物質進一步縮合和腐蝕部件。增溶能防止有害沉積物形成聚集。分散可阻止固體小顆粒凝聚。洗滌能保持發動機和金屬表面清潔。

抗氧劑分為鏈反應終止劑和過氧化物分解劑。鏈反應終止劑能和過氧化基生成穩定產物，防止烴類化合物氧化。過氧化物分解劑能分解過氧化物，還能在熱分解中形成保護膜抗腐、在極壓下形成硫化膜抗磨。

極壓添加劑在發動機剛啟動或重負荷時油膜被破壞時，能在摩擦面形成固體潤滑劑防磨損，但因多為重金屬，新的 API 標準對其有限制。

抗氧化劑能避免機油氧化后粘度增加和有機酸腐蝕發動機。

抗腐蝕添加劑能保護發動機零件免受硫化物和有機酸腐蝕。

消泡劑可減少機油循環產生的泡沫，防止影響潤滑和加速機油氧化。

抗乳化劑能改善油品抗乳化性能。

粘度指數改進劑能增加油品粘度，滿足低溫使用要求。

清凈分散劑還有吸附作用。

防銹劑能在金屬表面形成保護層防銹。

降凝劑能降低油品凝點，保證低溫流動性和發動機低溫啟動性能。

油性劑和極壓抗磨劑能生成化學反應膜防磨損。

抗泡劑能破壞泡沫。

抗氧和抗氧抗腐添加劑能抑制油品氧化，鈍化金屬的催化作用。