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矿物基础油的化学成分包括高沸点、高分子量烃类和非烃类混合物。其组成一般为烷烃（直链、支链、多支链）、环烷烃（单环、双环、多环）、芳烃（单环芳烃、多环芳烃）、环烷基芳烃以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃类化合物。生物基础油（植物油）正越来越受欢迎，它可以生物降解而迅速的降低环境污染。合成润滑油具有低温性能，润滑性能好和使用寿命长等特点,可适用于高负荷、高转速、高真空、高能辐射和强氧化介质等环境。由于当今世界上所有的工业企业都在寻求减少对环境污染的措施，而这种”天然”润滑油正拥有这个特点，虽然植物油成本高，但所增加的费用足以抵消使用其它矿物油、合成润滑油所带来的环境治理费用。根据原油的性质和加工工艺分类
基础油中的理想组分是支链烷烃( 异构烷烃) 和带有长烷基侧链的单环环烷烃，非理想组分则是稠环芳烃和稠环环烷烃。传统的溶剂精制工艺是选择性地抽提脱除低黏度指数的多环烃类及其它杂环化合物( 如硫、氮化合物，胶质等) ，从而提高油品的黏度指数，使颜色和抗氧化安定性得到改善，这种物理分离的方法只能保留原料中原有的理想组分，基础油收率、黏度指数和其它性能的改善有限。润滑油加氢处理则是通过深度加氢转化的方法，使多环烃类变为理想组分，同时几乎完全脱除杂环化合物，因而基础油收率高、油品各项质量指标的改善更加明显。
密度是润滑油简单、常用的物理性能指标。润滑油的密度随其组成中含碳、氧、硫的数量的增加而增大，因而在同样粘度或同样相对分子质量的情况下，含芳烃多的，含胶质和沥青质多的润滑油密度大，含环烷烃多的居中，含烷烃多的小。
