空壓機油的潤滑原理是使空氣壓縮機中面與面之間減少摩擦，所謂摩擦，是指當兩個相對運動表面，在外力作用下發生相對位移時，存在一個相對的接觸面，叫摩擦面。摩擦現象的種類很多，有外摩擦、內摩擦、滑動摩擦、滾動摩擦、干摩擦、邊界潤滑摩擦、流體潤滑摩擦、混合潤滑摩擦等。摩擦帶來的表觀現象如高溫、高壓、噪音、磨損等。其中危害最大的是磨損，磨損有粘著磨損，磨料磨損，腐蝕磨損、表面疲勞磨損等類型，它直接影響空壓機的正常運轉甚至失效。
空壓機油的作用就是在兩摩擦面之間形成一種保護膜，避免金屬與金屬之間直接接觸，從而緩沖了摩擦力作用，起到潤滑作用，減少磨損，使空壓機正常運轉。這種保護膜可以是物理吸附膜，或化學吸附膜或氧化膜，膜的厚度及強度直接影響到潤滑作用。
普通空壓機油的潤滑作用主要是在摩擦面間形成一層油膜作保護，空壓機油的潤滑理論是依靠添加劑在摩擦面形成吸附膜起保護作用，基礎油本身僅起到添加劑載體和摩擦面間密封作用，油膜的潤滑作用已退到次要地位。