Diese Chemikalien – üblicherweise auf metallorganischer Basis – wurden entwickelt, um Ablagerungen zu verhindern und die Motorkomponenten sauber zu halten. Sie können im Motor vorhandene Ablagerungen beseitigen und unlösliche Partikel im Öl dispergieren. Detergenzien kontrollieren Verunreinigungen, die im Betrieb bei hohen Temperaturen entstehen. Basische Detergenzien neutralisieren zudem saure Verunreinigungen, die aus Kraftstoffschwefel, Motorabgas, Öloxidation und/oder Nitration entstehen.

Hierbei handelt es sich üblicherweise um aschefreie organische Chemikalien, die Verunreinigungen kontrollieren, die im Betrieb bei niedrigen Temperaturen entstehen. Detergents und Dispergents binden sich an Verunreinigungspartikel wie Ruß oder Verlackung und halten diese in Suspension, um die Bildung von Schlamm und Ablagerungen zu verhindern. Die in Suspension gehaltenen Partikel sind zusammen mit dem Trägerstoff so klein, dass sie die beweglichen Flächen und die Ölfilter problemlos passieren können. Verunreinigungen dieser Art werden dann beim Ölwechsel aus dem Motor entfernt.

Diese Agenzien reduzieren die Oxidation des Schmierstoff-Grundöls auf ein Minimum. Stark hydrierte Grundöle reagieren besser auf diese Additive als lösungsmittelraffinierte Grundöle. Das Ergebnis ist ein Motoröl mit hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Verdickung und Bildung korrosiver Säuren, dementsprechend mit guten Ölflusseigenschaften und gutem Schutz vor Lagerkorrosion.

Säuren entstehen durch die Verbrennung sowie durch die Zersetzung des Motoröls infolge seiner Benutzung. Sofern diese Säuren nicht vom Motoröl neutralisiert werden, können sie zu einer schnellen Alterung der Motorkomponenten führen. Korrosionsinhibitoren schützen Nichteisenmetalle, indem sie diese beschichten und eine Barriere zwischen den Teilen und der Umgebung bilden. Rostinhibitoren schützen Oberflächen aus Eisen/Stahl vor Oxidation, indem sie einen Schutzfilm bilden, der dem oben beschriebenen Film entspricht. Teile wie Hydrostößel, Stößelstangen usw. sind gegenüber dieser Art der Korrosion anfällig.

Diese Agenzien verhindern Verschleiß durch das Fressen oder Abwetzen aneinander reibender Flächen. Verbindungen wie Zinkdialkyldithiophosphat (ZDDP) setzen sich an mikroskopisch kleinen Hotspots ab und bilden einen chemischen Film, der den Kontakt von Metall auf Metall eliminiert, bevor dieser überhandnimmt. Das verhindert das Abwetzen, Scheuern und Fressen.

Detergens-/Dispersantadditive können die Luftdurchdringung eines Öls erleichtern und damit zur Schaumbildung beitragen. Das reduziert die Schmierfähigkeit eines Öls und kann auch dessen Pumpfähigkeit beeinträchtigen. Durch die Zugabe eines Schaumdämpfers wird dem entgegengewirkt. Dabei wird die Oberflächenspannung reduziert, damit sich die Schaumblasen schneller auflösen.

VI-Verbesserer sind langkettige Polymere, die sich in Reaktion auf Temperaturänderungen auf- und abwickeln. Sie erhöhen die Widerstandsfähigkeit eines Öls gegenüber temperaturabhängigen Viskositätsänderungen (verbessern also seinen Viskositätsindex). Bei niedrigen Temperaturen können sie sich zu kompakten Kugeln aufrollen, die die Viskosität des Öls, also seinen Fließwiderstand, nicht signifikant erhöhen. Bei hohen Temperaturen wickeln sie sich dagegen zu langen Ketten ab, die sich miteinander verflechten und so die Viskosität des Öls erhöhen. VI-Verbesserer müssen eine hohe Scherstabilität sowie Temperaturbeständigkeit aufweisen, damit sie langfristig wirksam bleiben.

Grundöle der API-Gruppen I, II und III enthalten Kohlenwasserstoffe, die bei niedrigen Temperaturen zu einer Art Wachs kristallisieren können. Durch Zugabe einer Chemikalie, die Umfang und Geschwindigkeit der Wachskristallbildung reduziert, kann die Fließfähigkeit des Öls bei niedrigen Temperaturen verbessert, also der Pourpoint gesenkt werden. Stark hydrierte Grundöle enthalten einen geringen Anteil an wachsartigen Stoffen, so dass sie im Vergleich zu lösungsmittelraffinierten Grundölen besser auf diese Additive ansprechen.

Einige Öle enthalten reibungsmodifizierende Chemikalien, die den Kraftstoffverbrauch eines Motors reduzieren können. Diese Chemikalien bilden mittels chemischer oder physikalischer Bindung einen Film, der die Reibung zwischen geschmierten Motorteilen reduziert.