潤滑系基本作用是不間斷地把機油送到各運動部件及摩擦表面，清除掉摩擦面上的磨屑，並加以冷卻。
潤滑系示意圖
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在氣缸壁和活塞環之間由於存在油膜，還可起到密封氣缸的作用。凡機油流經的部件表面不易生鏽。倘若有摩擦運動的表面得不到潤滑，非但消耗功率，令部件很快磨損，而且會導致摩擦運動的部件表面燒蝕熔化，使發動機無法繼續運轉。
發動機的潤滑方式基本上有兩類：
一類是強制性潤滑，稱之為壓力潤滑。
如曲軸主軸承、連杆軸承和凸輪軸軸承等處承受的負荷和運動速度較大的這些部位，需要有一定壓力的機油才能保證這些部位的摩擦表面形成足夠厚度的油膜。
另一類是隨意性潤滑，稱之為飛濺潤滑。
在諸如氣缸壁、活塞銷、凸輪以及挺杆等承受負荷較小和運動速度較低的部位，可利用曲軸轉動帶起來的機油油滴和油霧進行飛濺潤滑。此外，發動機的某些部位如水泵、發電機軸承等處可利用潤滑脂(黃油)定期地予以潤滑。有些軸承乾脆使用含油軸承根本不需潤滑。
為了使機油產生壓力，在系統中要採用機油泵。為了形成循環油路，還應設有貯油容器(油底殼)、輸油管路，並在某些部件上開通油道。為了不讓各摩擦運動部件表面所產生的磨屑和雜質進入潤滑泵油路，還須設有機油濾清器對機油加以過濾。機油長期在發動機高溫條件下工作，不但粘度降低不易形成油膜，而且使機油老化變質，無法利用。為此應對機油加以冷卻。一般是利用汽車行駛造成的前方迎風來冷卻油底殼內的機油。講究一些的車子則在散熱器前設立機油冷卻器。為了駕車人能隨時掌握機油溫度和壓力，車上還設有機油壓力表和機油溫度表。至於應採用的機油品質，應嚴格按製造廠所規定的規格使用。
潤滑系的油路在壓力潤滑部分，機油被機油泵從油底殼內吸出，經過機油濾清器送人主油道。進入主油道的機油通過曲軸箱上的支油道分別潤滑曲軸主軸頸和凸輪軸軸頸，機油還通過曲軸主軸頸的斜油道流向連杆大頭軸頸。流向凸輪軸軸頸的機油通過油道流向格臂軸、推桿球頭和氣門小端。支油道的機油還流向機油泵傳動軸和齒輪以及正時齒輪。所有流過各摩擦表面的機油最後通過回油管都回到油底殼裡，準備進行下一個潤滑循環。
在飛濺潤滑部分，流到連杆大頭的機油通過連杆桿身內的油道抵達連杆小頭，以潤滑活塞銷。另一方式是機油從連杆大頭位於凸輪軸一側的小孔與曲軸的連杆軸頸上的口相對準時。機油即噴向凸輪表面、氣缸壁和活塞等處。飛濺到活塞內部的機油，通過連杆小頭的凹槽潤滑活塞銷。
造成機油產生壓力的部件是機油泵，通常有齒輪式和轉子式兩類。一般都裝在曲軸箱的內部。前者結構簡單，工作可靠，應用最廣。後者結構緊湊，吸力大，泵油量大，供油均勻。
機油濾清器擔任著過濾機油和去除雜質的任務。一般汽車的發動機潤滑系裝有不同過濾能力的濾清裝置。如在機油泵之前裝集濾器，以防大顆粒雜質進入機油泵。在主油路上安裝粗濾器用來消除掉中等粒度的雜質，它的流動阻力較小。在支油路上安裝細濾器，用以濾掉細微雜質，它的阻力較大。
發動機工作時，雖有活塞環阻擋，但總有部分混合氣和燃燒廢氣竄入曲軸箱內，造成汽油蒸氣稀釋機油，形成泡沫破壞機油的供給，廢氣產生的硫酸令部件遭受腐蝕以及曲軸箱內壓力增大造成機油外洩，所以有必要使曲軸箱內部與外界相通，其方法是採用強制式通風。