判断一款机油是不是全合成机油，主要看它的基础油。
美国石油协会API将机油的基础油分为五类：一类溶剂精制矿物基础油，灰分和含硫量较高；二类轻度加氢矿物基础油，相比一类而言硫含量降低，饱和度上升；三类HC合成基础油，HC的意思是加氢裂解，相比二类基础油而言，HC合成基础油的粘度指数有所提升；四类PAO基础油，粘度指数比前三种更高，硫含量为0%，饱和度100%，抗氧化性、粘度指数均比前三类更好。
一、二、三、四类不能概括到的基础油统称为五类基础油，出于环保等原因，德国一般不将此类基础油用于车辆，大多用于工业领域，因此在本文中不作讨论。
理论上来说，只有100%使用四类PAO基础油调配而成的机油才能被称为全合成机油。
由于不含硫，全合成机油使用时更长效且排放更环保：
在API定义中，一类基础油的硫含量>0.03%，三类基础油硫含量<0.03%，而四类PAO硫含量为0%。
全合成机油杂质更少，清洁性能更好：
一类基础油（右）胶质含量较高，因此颜色泛黄；而四类基础油（左）提炼自瓦斯和天然气，非常纯净，呈现出透明的颜色。
由于全球可用的PAO基础油价格大幅上涨，当下全球范围内很多油品生产商在生产“全合成机油”时不再单独使用纯PAO基础油，而是在PAO基础上添加了三类HC合成基础油进行混合调配。在美国、中国等很多国家，使用三类HC基础油调配的机油也完全可以被定义为“全合成机油”，而且这样做也满足车厂的认证要求。
但是，德国对全合成的定义更加严格——只有仅使用PAO作为基础油的机油才能被称为“全合成机油”，而使用三类HC合成基础油调配的也只能称为“HC合成机油”。
2018年6月21日，联邦法院（德意志联邦共和国最高法院）进行了判决。判决再次重申，在德国，非纯PAO基础油调配的机油不可以被称之为“全合成”机油。
,
