除無油潤滑空壓機之外，所有空壓機的氣缸部分及運動機構部分都需要進行潤滑，除個別空壓機采用特殊潤的滑劑之外（如氯氣空壓機氣缸用濃硫酸，氧氣空壓機氣缸用蒸餾水加甘油，乙烯空壓機氣缸用甘油），絕大多數空壓機都采用礦物油作潤滑劑。潤滑劑大多數是液體，液體潤滑劑不僅能潤滑摩擦表面，減少摩擦和磨損，而且在氣缸中還能起阻塞液體的作用，在機身中潤滑劑對摩擦表面還起清洗和冷卻作用，以帶走摩擦所造成的磨屑和由摩擦產生的熱量。只有個別情況下才采用潤滑脂，因為它不能起冷卻作用，工作時軸承部分將出現很高的溫度，故只有那些滴點大于200℃的潤滑脂方可應用。常用的潤滑脂有膨潤土潤滑脂、二硫化鉬復合鋁基潤滑脂和復合鈣基潤滑脂等。

對潤滑油的要求。 具有良好的化學穩定性。即不與被壓縮的氣體發生化學反應;具有定的黏度，因為潤滑油的潤滑性能和密封性能取決于黏度;潤滑油不應與水形成乳化液以及要求潤滑油的閃點超出排氣溫度20～50K。

所謂閃點就是潤滑油被加熱到一定溫度，產生的油蒸氣與空氣混合后，遇上明火時會出現火花一閃，此時的溫度稱為潤滑油的閃點。

氣缸潤滑油的選擇要考慮被壓縮介質、壓力和溫度。對于空氣空壓機，除了要求潤滑有必要的黏度以滿足潤滑和密封作用的要求外，對易于形成積炭的場合宜用環烷基礦物油， 可加抗積炭的添加劑;為防止氣路系統中銹蝕，可加抗氧、抗銹劑;氣缸壁面容易凝結水時，用乳化的摻和油;若機器需經常低溫啟動可用高黏度的石蠟基油;對于高壓空氣空壓機，為形成油膜和防止泄漏，應用高黏度石蠟基油。

空壓機氣體含氧量多月排氣溫度較高，應注意抗氧化性和閃點。一般可來用我國SY1216—1972標準，終壓較低的空氣空壓機通常選用HS-3空壓機油。壓力比大于3的多級空氣空壓機，則采用HS-19空壓機油。若最后幾級壓力比更高，終壓超過35MPa時，采用HS-22空壓機油，因為它含有抗氧化、抗磨添加劑，性質更為穩定。氮氣和氫氣以及氮氫混合氣空壓機，被壓縮介質對潤滑油有化學惰性，故可用空壓機油，也可按GB5904-1986標準，低壓時用HG-11飽和氣缸油，高壓時用 HG-24飽和氣缸油。

氨冷凍機的潤滑油要求凝固點低，在低溫時黏度變化不大，常用13號和18號冷凍機油。

氧氣空壓機，過去使用純蒸餾水，但水分在氣缸壁上不易黏著，故現今都用含有6%～8%的工業用甘油和蒸餾水的混合物，以增加其附著能力，改善潤滑性。礦物油是絕不能使用的，也不允許它們由活塞桿表面帶入氣缸，以免在高溫下輕餾分揮發出來引起爆炸。乙烯氣也不允許使用礦物油，因乙烯的純度會受到污染，因此一般采用80%甘油及20%蒸餾水作為潤滑劑。焦爐氣空壓機，當氣體處于被雜質污染狀態時，可用已經使用過的再生油潤滑。但數量應加大。石油氣空壓機中的石油氣，由干臨界溫度高，易于液化而稀釋潤滑油。所以使用重潤滑劑或硅酮（聚硅氧烷）油，后者不溶于氣體和油類，閃點高，凝點低。氯氣片空壓機中的氯氣會與礦物油中的烴類物質反 應生成氯化氫。腐蝕金屬， 應選用潤滑脂，或用無潤滑材料活塞環及填料函。

氨冷凍機潤滑油要求凝固點低，低溫時黏度變化不大，常用13號和18號冷凍機油;以氟里昂為工質的冷凍機用18號及HB號冷凍機油。

傳動機構用的潤滑油，一般用HG-40、HG-50機油。大型空壓機也可采用空壓機油。具有氧化能力的氣體（例如 CO、O2等）及不允許被油污染的氣體（如 C2 H2、氬、氦等稀有氣體）），不能用礦物油，而只能用甘油、蒸餾水作為潤滑劑，目前也趨向于用無油潤滑結構。

對氮氣、氫氣與氮氫混合氣的空壓機，因它不含氧，氣體對油無作用，可用HG-11飽和氣缸油。高壓時采用 HG-24 飽和氣缸油。氨冷凍機的潤滑油要求凝固點低，在低溫時黏度變化不大，常用13號和18 號冷凍機油。對其他化學性質不活潑的氣體，如CO2、焦爐氣等，均可采用各種牌號的機油作潤滑劑。