車輛齒輪油主要用於潤滑各種車輛的後橋傳動齒輪和手動變速箱。
齒輪油在齒輪傳動裝置中的主要作用是減少摩擦、降低磨損、冷卻零部件，同時也起到緩和振動、減少衝擊、防止銹蝕、以及清洗摩擦面髒物的作用。
齒輪油應具有下列優良的性能：
極壓抗磨性
在正常運轉條件下，齒輪處於彈性流體動力潤滑狀態，當低速高扭矩時，也就是汽車在重載荷下起動、爬坡或遇到衝擊載荷時，齒面接觸區中有相當部分處於邊界潤滑狀態，汽車雙曲線齒輪的齒面載荷可高達1．7GPa，衝擊載荷可高達2．8GPa。
因此，齒輪油要求能在較高的負荷下還能保持有足夠厚的油膜。齒輪油的粘度增加有利於承載能力的提高，但粘度太大會增加摩擦損失，所以車輛齒輪油中一般都加有極壓抗磨添加劑。
熱氧化安定性
小轎車後橋和變速箱的操作溫度並不很高，但隨著發動機工作條件苛刻，齒輪箱體積縮小，齒輪油的氧化也愈來愈嚴重。重型卡車的齒輪裝置操作溫度相當高，齒輪油的氧化是一個突出的問題。氧化使油的粘度增加，生成油泥，影響油的流動。
氧化產生腐蝕性物質；加速金屬的腐蝕和銹蝕，氧化生成的極性沉澱物會吸附極性添加劑，隨沉澱一起從油中析出。沉澱會使橡膠老化變硬，沉澱覆蓋零件表面，影響散熱。車輛齒輪油的熱氧化安定性很大程度上取決於添加劑組分，極壓添加劑含極性基團，易受熱分解，產生腐蝕性物質，也可能發生反應，產生協同或對抗效應。
腐蝕性能
車輛齒輪油中含有的極性添加劑都有活性基團，它與表面金屬反應生成有機膜，以防止在重負荷時油膜破裂引起擦傷，增加極壓性能。但活性基團又會造成銅或銅合金的腐蝕。因此，車輛齒輪油的配方必須保持平衡，兼顧極壓性與腐蝕性。
此外，一個性能優良的車輛齒輪油應具有好的抗泡沫性和貯存穩定性。加有稠化劑的油品還應具有良好的剪切穩定性。