多級潤滑油是一種粘溫性能好、工作溫度寬、節能效果明顯的潤滑油品。多級油定義為：一個多級潤滑油的w粘度級號和100oc運動粘度級號之差需等于15。具體地說，多級油既含有w粘度級號，又含有100oc運動粘度級號，而且兩個粘度級號之差需等于15。

無論高溫或低溫，都能保持其性能的潤滑油被稱為多級潤滑油。它們通常用兩個數字來定義。無論高溫還是低溫，性能都有所保證。

只標有一個粘度級號或雖標有兩個粘度級號，但其差小于15的油，稱為單級油。例如；30號油、40號油等；又如20/20w油，該油同時符合20和20w粘度級號油的要求，但這兩個粘度級號之差為0，因此它不是多級油，為單級油。

多級潤滑油與單級潤滑油的區別主要在于粘溫特性不同。粘溫特性是潤滑油粘度隨溫度變化而變化的性能，粘度特性的好壞在上通常用粘度指數來表示，粘度指數是與標準油粘度隨溫度變化的程度比較而得出的相對數值。其值用該油品100oc和40oc粘度通過公式計算得出。粘度指數值越大，表示油的粘溫性能越好。多級潤滑油粘度指數通常都在130以上，而單級潤滑油一般為75～100。

汽車發動機潤滑油工作溫度范圍很寬，發動機起動時的油溫，冬、夏季相差幾十度，起動油溫與大負荷運轉時的油溫相差更大。如果潤滑油粘度過大，流動性和泵輸送性差，將造成發動機起動困難或起動后潤滑油送到潤滑部位的時間過長，容易引起干摩擦，加速機件的磨損。試驗表明：城市運行的汽車，發動機起動時的磨損約占2/3。另一方面，當溫度高時，潤滑油粘度過小，不利于形成流體潤滑油膜而增加摩擦和磨損，還會造成機件擦傷、拉缸等不良影響。

多級潤滑油是在低粘度基礎油中加入粘度指數劑（或稱增粘劑）等配成的，它對解決低溫起動問題、改.善潤滑性能是一項重大的技術突破。因為，粘度指數劑是由一些具有抗剪切性能的線型高分子有.機化合物所組成，它們溶解在潤滑油中，在高溫時膨脹伸長，加大潤滑油分子之間的阻力，使潤滑油粘度不會下降太大，保持的粘度，形成厚度的油膜，起到應有的潤滑作用。而當低溫時這些有.機化合物卷曲縮小，懸浮在潤滑油中，潤滑油分子之間的阻力因而減小，使潤滑油粘度不致增加太多，以免引起發動機起動困難，增大磨損。

因此，多級潤滑油具有良好的粘溫特性，既有利于高低溫條件下的潤滑，又利于低溫起動，且有良好的減摩、節能效果。相關試驗證明，各種粘度級號的發動機多級油比單級油節油1％～3％；多級發動機潤滑油與多級齒輪油聯合使用比單級油節油2％～4％。而且還有良好的減摩效果。

多級潤滑油在冬季環境溫度較低時會比單級潤滑油更易起動。在環境溫度下，發動機要達到一個的轉速起動，這個轉速稱為臨界起動轉速。在嚴寒的冬季，氣溫很低，發動機的臨界轉速要增加，這是因為發動機潤滑油的運動粘度在低溫下增大得很大，需要克服的阻力也增大。因此發動機在冷起動時，潤滑油的運動粘度越小，發動機的轉速越大，發動機的冷起動性能越好。多級油在低溫時的動力粘度比單級油小很多，容易啟動。