น้ำมันหล่อลื่น หมายถึง ของเหลวที่มีหน้าที่ในการหล่อลื่นเครื่องยนต์ เครื่องจักรต่างๆ โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อลดความฝืดของเครื่องจักร เครื่องยนต์ และการสึกหรอของชิ้นส่วนที่เป็นโลหะ น้ำมันหล่อลื่นผลิตได้จากการผสมน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐาน ซึ่งอาจเป็นน้ำมันแร่ หรือน้ำมันสังเคราะห์เข้ากับสารเพิ่มคุณภาพที่ได้รับการคัดเลือกให้เหมาะสมกับการใช้งานสำหรับน้ำมันหล่อลื่นประเภทนั้นๆ

น้ำมันหล่อลื่นมีหน้าที่ในการหล่อลื่นชิ้นส่วนต่างๆ ของเครื่องยนต์ และเครื่องจักรกล โดยการแยกผิวของโลหะ หรือชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ออกจากกันเพื่อไม่ให้เกิดการเสียดสี ลดความฝืดระหว่างผิวทำให้เคลื่อนที่ง่าย และลดการสึกหรอ หรือเมื่อกล่าวโดยรวมแล้วน้ำมันหล่อลื่นที่ดีจะต้องทำหน้าที่ต่างๆ ดังต่อไปนี้คือ

1. ให้การหล่อลื่น และป้องกันการสึกหรอ โดยน้ำมันจะแทรกตัวเป็นชั้นบางๆ อยู่ระหว่างชิ้นส่วนโลหะ 2 ชิ้น ป้องกันไม่ให้ผิวโลหะสัมผัสกันเมื่อชิ้นส่วนนั้นเคลื่อนที่ ซึ่งหน้าที่นี้ถือว่าเป็นหน้าที่ที่สำคัญที่สุดของน้ำมันหล่อลื่น น้ำมันหล่อลื่นที่ดีจะต้องมีคุณสมบัติในการรักษาความหนาของเยื่อน้ำมันให้เกือบคงที่ได้ในทุกๆอุณหภูมิ คือไม่บางเกินไป (ใสมาก) เมื่ออุณหภูมิสูง และไม่หนาเกินไป (ข้นมาก) ที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งน้ำมันหล่อลื่นที่มีคุณสมบัติเช่นนี้เรียกว่ามีดัชนีความหนืดสูง

2. ขจัดคราบสกปรกไม่ให้เกาะติดชิ้นส่วนของโลหะ โดยจะต้องสามารถชะล้างขจัดคราบสกปรกดังกล่าวออกจากผิวของโลหะได้ นอกจากนี้แล้วยังต้องมีคุณสมบัติในการกระจายเขม่าและสิ่งสกปรกไม่ให้รวมตัวกันเป็นก้อน

3. ระบายความร้อน โดยเมื่อน้ำมันหล่อลื่นไหลไปหล่อลื่นชิ้นส่วนต่างๆของเครื่องจักร เครื่องยนต์ ความร้อนที่เกิดขึ้นจากการใช้งานจะถูกระบายออกโดยอาศัยน้ำมันหล่อลื่นเป็นตัวถ่ายเท เพื่อยืดอายุการใช้งานเครื่องจักร เครื่องยนต์เหล่านั้น