齿轮油应具有良好的抗磨、耐负荷性能和合适的粘度。此外，还应具有良好的热氧化安定性、抗泡性、水分离性能和防锈性能。由于齿轮负荷一般都在490兆帕（MPa）以上，而双曲线齿面负荷更高达2942MPa，齿轮油的用量约占润滑油总量的6%～8%。齿轮油是性能优异的润滑油。

齿轮油以石油润滑油基础油或合成润滑油为主，加入极压抗磨剂和油性剂调制而成的一种重要的润滑油。用于各种齿轮传动装置，以防止齿面磨损、擦伤、烧结等，延长其使用寿命，提高传递功率效率。而双曲线齿面负荷更高达2942MPa，为防止油膜破裂造成齿面磨损和擦伤，在齿轮油中常加入极压抗磨剂，普遍采用硫- 磷或硫-磷-氮型添加剂。

齿轮之间的接触面积很小，基本是线接触，而在运动过程中既有滚动摩擦，又有滑动摩擦，这样，齿轮油的工作条件就与其他润滑油有很大差别。由于齿轮间接触面积小，所以其承受的压力很大。一些载重机械的减速器齿轮的齿面压力达400—1 000 MPa，汽车传动装置中双曲线齿轮的使用条件更为苛刻，负荷更重，其接触部位的压力可高达1000—4 000 MPa，在如此高的压力下，润滑油极易从齿间被挤压出来，容易引起齿面的擦伤和磨损。为此，齿轮油要具有在高负荷下使齿面处于边界润滑和弹性流体动力润滑状态的性能。

适宜的黏度是齿轮油的主要质量指标。黏度大其耐负荷能力大，但黏度过大也会给循环润滑带来困难，增加齿轮的运动阻力，以致发热而造成动力损失。因而，黏度要合适，特别是加有极压抗磨剂的油，其耐负荷性能主要靠极压抗磨剂，这类油黏度不能过高。要有良好的热氧化安定性，良好的抗磨损、耐负荷性能，良好的抗泡沫性能，良好的抗乳化性能，良好的防锈、防腐性，良好的抗剪切安定性。

此外，还有其他性能要求，如良好的低温流动性、与密封材料的适应性、储存安定性、开式齿轮油还要求有黏附性等。