单级机油指的是黏度指数约85~105的机油，因此各种不同黏度级数的单级机油具有非常接近的黏度--温度变化曲线。SAE J300 标准所定义的单级机油，不能使用聚合类的黏度指数提升剂。SAE J300 标准定义了14级的黏度等级，其中六级是针对冬季使用的黏度等级(冬季级别)，分级后的数字后会加上英文字母W，14级的黏度特性分别为0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W, 8, 12, 16, 20, 30, 40, 50, 及 60。

非冬季级别机油的动力黏度是在温度100 °C(212 °F)下量测，动力黏度的单位为mm²/s或是等效的非SI制单位 cSt，根据在该温度下的动力黏度数值来决定其对应的机油级别，其数值越高，其机油级别也越高，另外也会依级别要求150 °C(302 °F)及高剪切速率下的最小动态黏度(动黏滞系数，HTHS)，动态黏度单位为mPa·s或等效的非SI制单位釐泊(简称cP)。

冬季级别机油是以动态黏度来加以分级，量测温度也较低，SAE J300标准规范了不同级别机油的量测温度，测试方式可分为二种， 分别是冷起动模拟(Cold Cranking Simulator，ASTM D5293)及微型旋转黏度计(Mini-Rotary Viscometer，ASTM D4684)。机油依其可通过测试的最低温度会分为0W, 5W, 10W, 15W, 20W 或 25W。其级别越低，表示可通过测试的温度越低。例如一机油可通过10W及5W的测试，但无法通过0W的测试，机油需标示为SAE 5W，不能标示为0W或10W。

对于环境温度变化不大的应用，使用单级机油即可，例如割草机引擎、工业应用或是老爷车。