エンジンオイル
鉱油やPAOに比べコストも高く寿命も短いことから、エステルを100%使用することは一般的ではなく、配合の成分として使われることが多い。
エステル系とPAO系はともに化学合成油だが、化学的安定性や粘度抵抗など異なった性質をもつ。一般的には化学的安定性の非常に高いPAOに粘度抵抗の小さいエステル系を一部混ぜたものを基油として用いることが多い。100%エステルと宣伝表示されていても、一般用途の100%エステルのオイルは存在しない。
そのほか化学合成油の基油(ベースオイル)として、アルキルナフタレン、ポリブデンなどがある。また、アメリカの広告審議会 (NAD) の採決により、高温高圧下で水素、触媒を用いて鉱物油を分解・異性化精製する、ハイドロクラッキングオイル(高度精製油、高粘度指数油、超精製油、グループIIIベース油とも表記される。商品目ではVHVI、MCなど)も化学合成油(シンセティック)として表示される場合が増えている。このため国内においてグループIIIベース、またはPAOにグループIIIをブレンドしたものを化学合成油でなく、全合成油や合成油と表示されることがある。近年流通している安価な全合成油・部分合成油の多くは基本的にこのグループIIIベースである。
(ミネラル/シンセティック 石油系炭化水素)
粘度指数 (VI) : ≧120
飽和炭化水素分 (Vol.%) : ≧90
硫黄分 (MASS%) : ≦0.03
高度水素化分解・異性化精製された高粘度指数鉱物油。初期は重質留分などを水素化分解し燃料やガスを製造する工程で残留するパラフィンリッチなボトム留分を利用した副産物であったが、現在では効率的に低コストでグループIII基油を生産するプラントが稼働しており大量生産が行われている。現在では水素化分解のみではなく異性化脱ろうが寄与するところも大きく、場合によってはグループIIの脱ろう工程を異性化脱ろうにアップグレードすることで水素化分解を行わず高ワックス原油の減圧軽油を製造するケースもある。この場合は触媒被毒を考慮すると高ワックスかつ低硫黄な原油が好ましいため資源的・地域的に限られるが、高収率で潤滑油留分が得られる。分類上のグループIIとの違いは粘度指数のみだが、実際のグループIII基油においては不飽和炭化水素、硫黄分ともにグループII基油よりも大きく減少している。FTワックス(フィッシャー・トロプシュ法により作られたワックス)を水添異性化分解した基油もここに属するが、グループIVに属するとする場合もある。
以上のようにグレードIIIの製法は様々ではあるが、粘度を上昇させるとともに粘度指数に優れる直鎖のイソパラフィン形状を目指すという方向性は同じである。
上記API分類のグループI〜IIIでは粘度指数の規定があるが幅が広く同一グループであっても粘度指数にある程度の開きが生じる。ベースオイルにおいて粘度指数は重要な要素の1つであるため、各グループの末尾に+を追加表示することにより分類を拡張、細分化したものを使用することがある。以下の分類での粘度指数の数値はen:Lubricant#Base oil groupsを参考にしたが、この分類はあくまで通例的、慣例的なものであり厳格に定義されたものではない。