機油黏度目前世界各國皆以美國汽車工程師協會(Society of Automotive Engineers,簡稱 SAE)所制定的 SAE J 300為標準， 此規範引擎低溫及高溫工作狀態。
低溫時，測定機油的低溫啟動能力(Cold Cranking)及低溫泵送能力(Cold Pumping)，確保在特定溫度時的機油黏度足以啟動引擎並可被機油泵浦適當的壓送到各部組件潤滑，符合該測試黏度者，則以該黏度等級加上 "W" 字體標示。
高溫時，以100°C時的運動黏度(Kinematic viscosity)以及150°C 時的高溫高剪應力(HTHS)黏度為分級基準，符合該黏度範圍者，則直接以該黏度等級標示，如 SAE 30。
單級機油：當機油黏度與SAE分類中不論夏季或冬季級數中的單級級數相應時，稱之為單級機油，例如一個"SAE10W"（冬）或 "SAE30"（夏）機油就叫單級。
複級機油：機油如果同時符合一個夏季級數及一個冬季級數就是複級機油，例如"SAE 5W/30就是複級機油。
| SAE 機油黏度 | 黏度範圍 | 150°C高切力黏度(cP) | |||
| 低溫測試 | 100°C 黏度CST | ||||
| 曲柄轉動黏度(cP), 溫度 | 泵動黏度, 溫度 | 最小值 | 最大值 | ||
| 0W | 3250, -30 | 60000, -40 | 3.8 | ||
| 5W | 3500, -25 | 60000, -35 | 3.8 | ||
| 10W | 3500, -20 | 60000, -30 | 4.1 | ||
| 15W | 3500, -15 | 60000, -25 | 5.6 | ||
| 20W | 4500, -10 | 60000, -20 | 5.6 | ||
| 25W | 6000, -5 | 60000, -15 | 9.3 | ||
| 20 | 5.6 | 9.3 | 2.6 | ||
| 30 | 9.3 | 12.5 | 2.9 | ||
| 40 | 12.5 | 16.3 | 2.9(0W/40, 5W/40, 10W/40) | ||
| 40 | 12.5 | 16.3 | 3.7(15W/40, 20W/40, 25W/40) | ||
| 50 | 16.3 | 21.9 | 3.7 | ||
| 60 | 21.9 | 26.1 | 3.7 | ||
