A motorolaj viszkozitása a hőmérséklettel változik. Ahogy az olaj felmelegszik, elvékonyodik. Ez befolyásolja az olajfilm tapadását és nyomásállóságát. Az olaj lehűlésével nő a viszkozitása, és nő a belső súrlódási ellenállás. Ez a tulajdonság megköveteli olyan olaj használatát, amelynek viszkozitása a lehető legkisebb mértékben változik a hőmérséklet változásával.
Hideg motoron az olajnak elég hígnak kell lennie ahhoz, hogy ne akadályozza az önindító működését, és a lehető leggyorsabban át tudjon hatolni minden kenési ponton.
A viszkozitás megegyezik az olaj belső súrlódásával, és a SAE rendszer szerint osztályozzák (Society of Automotive Engineers), mint például a SAE 30, SAE 10 stb. A vastag olajokhoz nagy SAE indexet, a folyékony olajokhoz alacsony SAE indexet rendelnek. De a viszkozitás nem jellemző az olaj kenési tulajdonságaira.