När ordet ”olja” används utan särskilt sammanhang, måste det förstås att det syftar på produkten som härrör från raffinering av råolja – till exempel motorolja eller motorolja. Oljans egenskaper gör den unikt oersättlig som smörjmedel för fordons- och andra maskiner. Olja är mångsidig av två skäl: den kan tillverkas i en mängd olika kvaliteter, plus att mängder av tillsatser har utvecklats, vilket ökar dess användbara användningsområde. Att göra olja till en livskraftig produkt kräver ett stort utbud av råvaran, och förmågan att erhålla och bearbeta den till en rimlig kostnad. Oljans två viktigaste egenskaper är att den främjar rörelsefrihet för icke-stationära delar och minskar värmeproduktionen som kan orsaka motorstopp.
Kemiskt sett är kommersiell motorolja till stor del en blandning av kolväten – organiska föreningar gjorda av väte och kol – som oftast visar sig vara raka och grenade kedjor, även om det i allmänhet finns några ringade eller cykliska kolväten. Råoljesammansättningen varierar något beroende på geografisk region, vilket leder till att vissa argumenterar för olja som erhålls från ett område framför ett annat. Vissa anser till exempel att råolja med ursprung i Pennsylvania (USA) ger överlägsen motorolja, eftersom den har en hög paraffinhalt men en låg halt av svavel, kväve och asfalt.
I en intern motor badar rörliga delar i motorolja. En film av oljan bildas mellan dessa delar, vilket effektivt minskar kinetisk friktion och skadlig värme. Oljan håller inte bara maskiner igång svalt genom att minska friktionen, utan eftersom det under drift är en relativt ”tunn” vätska, transporterar den bort värmen. Inget av detta skulle dock vara till nytta om oljans egenskaper inte höll i värmen – om oljan inte var termiskt stabil. När metall expanderar när den värms upp, om den inte kyls ordentligt, kan varma rörliga delar tvingas till fullständig kontakt, stoppas och till och med smälta samman – vilket förstör mekanismen.
Två andra fördelaktiga egenskaper hos olja inkluderar hämning av korrosion av metallytor, såsom stål, och avlägsnande av smuts och detritus via rengöringsmedel. Eftersom motorolja alltid innehåller någon kemisk ”omättnad” – kol-till-kol dubbel- eller trippelbindningar – och utsätts för syre i närvaro av betydande värme, sker oxidation för att bilda karboxylsyra, som angriper metall. Denna svaghet i oljans naturliga egenskaper reduceras effektivt genom laboratorieforskning utförd av petroleumkemister, som utvecklar och testar nya tillsatser, som sedan testas i fält med hjälp av fordonsparker. Ofta hjälper kvävebaserade tvättmedelstillsatser till att hålla motorventilerna i perfekt skick.