I类基础油主要以物理过程为主，其烃类结构没有改变，因此其质量由原料中理想组分的含量和性质决定。由于其生产工艺依然是传统的“老三套”，因此，在性能上，I类基础油会受到一定的限制。
II类基础油的生产过程主要以化学过程为主，其烃类结构得到改变，且不受原料限制。II类基础油的芳烃含量小于10％，饱和烃含量高，安定性和抗氧性良好，与I类基础油相比，其低温和烟炱分散性能亦更为优越。
III类基础油所采取的是全加氢工艺，在性能上远远超出前两种，具有很高的粘度指数，挥发性也很低。一些III类基础油的性能与聚α-烯烃（PAO）可以媲美，但价格却十分经济实惠。
IV类基础油主要以聚α-烯烃（PAO）合成油为主，主要采用石蜡分解法和乙烯聚合法生产。根据聚合度不同，分为低聚合度、中聚合度、高聚合度，分别调至不同的油品。这类基础油与矿物油相比，无S、P和金属，并且不含蜡，倾点通常在－40℃以下，粘度指数一般超过140。不过，PAO的边界润滑性不佳，极性小，对溶解极性添加剂的能力差，且对橡胶密封有一定的收缩性，但这些问题都可通过添加一定量的酯类得以克服。
除I～IV类基础油之外的其他合成油（合成烃类、酯类、硅油等）、植物油、再生基础油等统称V类基础油。
