Trước hết, dầu nhớt có tác dụng bôi trơn, giúp cho piston chuyển di lên xuống một cách nhẹ nhõm, êm ái trong lòng xi-lanh. Động cơ được cấu thành từ rất nhiều các chi tiết kim khí như piston, trục cam, xu-páp… Khi động cơ vận hành, lực ma sát giữa các bộ phận này với nhau là rất lớn.
Hệ thống bơm sẽ phun dầu nhớt vào mọi ngóc ngách bên trong động cơ để tạo thành lớp đệm trơn trên bề mặt tiếp xúc giữa các chi tiết, làm giảm lực ma sát và tăng hiệu suất vận hành. Đồng thời, việc hạn chế tiếp xúc trực tiếp giữa các chi tiết giúp giảm thiểu sự mài mòn các bề mặt kim khí, có tác dụng bảo vệ và tăng tuổi thọ của động cơ.
Khi động cơ hoạt động, nhiệt lượng tỏa ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu là rất lớn. Nhờ quy trình luân chuyển liên tiếp, dầu nhớt sẽ có tác dụng làm mát, tránh được tình trạng động cơ bị quá nhiệt hay cháy piston.
Khi động cơ vận hành, dầu nhớt như một lớp đệm mềm không định hình bịt kín khe hở giữa piston và thành xi-lanh để áp suất sinh ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu không bị thất thoát.
Quá trình đốt cháy nhiên liệu dĩ nhiên sẽ sản sinh ra muội đọng lại trong động cơ, tác dụng tiếp theo của dầu nhớt chính là cuốn trôi và làm sạch những muội bám này.
Bề mặt của các chi tiết kim loại trong động cơ được bao bọc bằng một màng dầu mỏng có tác dụng hạn chế sự xúc tiếp với không khí, tránh được hiện tượng ôxy hóa dẫn đến han gỉ.
