合成润滑油的选用，第一因素是所用机械设备的工作特点（温度、压力、接触物质或周围气氛以及牵引或摩擦性能等条件），在安全可靠的基础上，再考虑第二因素，就是经济性（包括资源条件），一般合成润滑油要比天然石油系润滑油价格高2～10倍，因而需要在石油系润滑油性能不能满足要求或用石油润滑油不经济（如寿命太短或消耗动力，燃料较多）的情况下使用。
1）抗氧化性能
要比较合成油和石油润滑油抗氧化性，从而考虑耐用寿命和经济合理性。
2）抗疲劳性能
依摩擦部位材料结构和使用润滑油的性能而表现的材料疲劳情况有所不同，一般要通过试验或由经验数字进行选用。钢球滚动试验在200℃条件下，用石油润滑油加二硫化钼时的抗疲劳期（寿命）最长，为135min，而用硅油加二硫化钼（皂悬浮）时为50min，用纯硅油时只有36min。三种油不同粘度时对钢球寿命的影响是聚烯基乙二醇，随粘度的增大而钢球疲劳寿命有所延长，但总的趋向抗疲劳寿命较低，硅油时钢球疲劳寿命几乎不受粘度影响，而始终保持中等（约55min）的水平；而石油系润滑油则随粘度的增加而钢球疲劳寿命延长很多。
3）润滑油耐用寿命
从机械运转的经济观点上看润滑油使用寿命，须考虑包括停机换油或检修耽误生产在内的全面经济核算。聚α-烯烃加氢齐聚油在自动变速机里使用寿命可比石油润滑油延长一倍；双酯油做为压缩机油使用时，寿命可延长到石油润滑油的4～8倍；在柴油机或燃气轮机里使用合成润滑油时，耐用寿命可到石油润滑油的8～15倍。当然合成润滑油的化学结构和性能以及使用条件也不同。因此，换油期要由试验决定。但在汽车发动机上，换油期由石油系润滑油的一般12000km可延长到64000km或更长。
4）使用消耗量
由于合成润滑油的分子量整齐、沸程范围窄、挥发或蒸发性小、耐燃性和抗氧化性好，因而在使用中的消耗量较小，如在内燃机上用粘度相当于SAE 5W20的聚α-烯烃加氢齐聚油时，比用SAE 10W40石油润滑油的消耗量降低25％～51％。但也有差别不大的。
5）摩擦功率损失或动力消耗
机械运转时的摩擦阻力在很大程度上取决于所用润滑油的性能。据报道用SAE 5W20合成润滑油在汽车发动机上，比用SAE 10W40石油系润滑油节省燃油3％～6.6％，用含30％聚α-烯烃加氢齐聚油的SAE 5W20石油系混合油，比用纯石油系的SAE 10W40时节省燃油6％～11％。
此外，在汽车上用合成润滑油，由于粘度小，传热效率好，结焦积炭少，因而发动机对汽油的要求辛烷值增加量小而有益于节约汽油。综合效益以石油基础油与合成基础油混合使用有利。