Uleiurile de angrenaj se utilizează în cutiile, punţile de transmisie, cutiile de distribuţie, mecanismele de direcţie – peste tot, unde momentul de rotaţie se transmite fie prin cupluri dinţate (în acest caz uleiul îndeplineşte doar funcţii de gresare), fie prin intermediul însăşi a uleiului, de exemplu, în transmisiile hidromecanice (în acest caz uleiul constituie corpul de lucru). Trebuie de menţionat faptul, că: există o multitudine de automobile de diferite mărci, în cutiile de viteză ale cărora se toarnă acelaşi ulei ca şi în motoare. De regulă, cuplurile dinţate şi rulmenţii încorporaţi în agregate se gresează prin înfundarea în ulei şi stropire. Însă există structuri, pentru care asemenea gresare este insuficientă – mecanisme cu sarcini grele sau deosebit de complexe cu joncţiuni greu accesibile pentru picăturile şi ceaţa de ulei, care necesită aducţia forţată a uleiului. Pentru acestea se efectuează aducţia uleiului sub presiune.

Pentru asigurarea funcţionabilităţii mecanismelor uleiurile de angrenaj trebuie să îndeplinească următoarele funcţii:

• să prevină uzura suprafeţelor de contact prin formarea unei pelicule uleioase stabile între ele;
• să reducă pierderile pentru frecare în cuplurile dinţate;
• să abată căldura de la suprafeţele de frecare;
• să îndepărteze produsele uzurii din zonele de frecare;
• să protejeze piesele împotriva coroziunii;
• să reducă sarcinile dinamice asupra roţilor dinţate, să atenueze vibraţia şi zgomotele prin etanşarea rosturilor între suprafeţele de frecare.

Cota uleiurilor de angrenaj în volumul total al materialelor de lubrifiere, utilizate de automobil pe întreaga perioadă de exploatare constituie doar 0,3—0,5%. Sunt schimbate nu atât de des: sau după 75-150 mii km, sau, dacă automobilul se exploatează neregulat peste fiecare 3-7 ani indiferent de kilometrajul parcurs. 

Cu toate că uleiurile de angrenaj funcţionează în condiţii, evident mai uşoare, decât uleiurile de motor, acestea suportă sarcini majore. Presiunea în zonele de contact ale angrenajelor cilindrice, conice şi elicoidale poate atinge de la 500 până la 2000 MPa, iar în a celor hipoidale – până la 4000 MPa. Viteza de alunecare a dinţilor unul faţă de celălalt la intrarea în angrenaj variază în diapazonul 1,5-12 m/s pentru angrenajele conice şi cilindrice, 20-25 m/s – în elicoidale, în angrenajele hipoidale aceasta poate să depăşească 15 m/s. Temperatura de lucru a uleiului în angrenajele de transmisie variază de la temperatura aerului înconjurător până la  200°С, însă în punctele de contact al dinţilor adesea apare o supraîncălzire de scurtă durată -   până la  300°С, iar uneori şi mai mare. Ca urmare – uzura, gripări, coroziune punctiformă (coroziune punctiformă a dinţilor angrenajelor) şi multe altele.

Faţă de uleiurile de angrenaj se prezintă cerinţe de exploatare foarte variate, uneori destul de contradictorii. Uleiurile, dintr-o parte trebuie să-şi păstreze o viscozitate ridicată la temperaturile de lucru, ca să nu se deterioreze pelicula şi să etanşeze în mod normal rosturile, din altă parte – să nu devină destul de vâscoase la temperaturile joase ale mediului înconjurător, ca la începutul funcţionării agregatului uleiul rece să nu împiedice rotirea liberă a angrenajelor.

Capacitatea uleiului să corespundă acestor cerinţe se reflectă prin indicele de viscozitate. Cu cât acesta este mai mare, cu atât mai puţin variază viscozitatea uleiului în funcţie de variaţia temperaturii. Plus la asta, uleiurile trebuie să posede caracteristici sporite anticorosive, antioxidante, antispumante şi alte „anti”, precum şi să posede o stabilitate termică antioxidantă sporită (stabilitate de lungă durată a caracteristicilor în condiţii de lucru şi în timpul păstrării) şi să nu fie agresive pentru garniturile din cauciuc şi metale neferoase.  

Faţă de uleiurile destinate cutiilor de transmisie automate se prezintă cerinţe mult mai drastice privind viscozitatea, proprietăţile antifricţiune, antiuzură, antioxidante  decât faţă de uleiurile utilizate în alte angrenaje. Aceste echipamente sunt specifice şi pentru funcţionarea lor se necesită lichide de viscozitate redusă, care în practica internaţională poartă denumirea de ATF (Automatic Transmission Fluid).  Deoarece cutiile de transmisie automate încorporează în sine câteva agregate absolut diferite – hidrotransformator, cutie de transmisie dinţată,  sistem complex de direcţie – spectrul de funcţii pentru ulei este destul de larg. Uleiul trebuie să greseze şi să răcească, şi să transmită momentul de rotaţie, sarcinile dinamice în asemenea angrenaje sunt mai mici, decât în cutiile de transmisie obişnuite din cauza lipsei legăturii rigide între motor şi transmisie. Temperatura medie de lucru a uleiului în carcasa cutiei de transmisie automate constituie  80—95°С, în perioada caldă în condiţiile de transport urban temperatura poate să atingă 150°С.

Execuţia cutiei automate este de asemenea natură, că dacă motorul dezvoltă o putere mai mare decât este necesar pentru depăşirea rezistenţei rutiere, excesul acesteia se consumă pentru fricţiunea interioară a uleiului, acesta se încălzeşte mai mult. Vitezele mari de circulaţie a fluxurilor de ulei în hidrotransformator şi temperatura produc o aerare intensă, ce provoacă înspumarea uleiului, ceea ce creează condiţii benefice, în primul rând,  pentru oxidarea a însăşi uleiului, în al doilea rând, pentru coroziunea metalelor. Diversitatea de materiale din care sunt executate cuplurile de fricţiune ale cutiei automate (oţel-oţel, oţel-metaloceramică, oţel-bronz) face dificilă selectarea aditivilor cu efect antifricţiune  pentru uleiuri. Totodată piesele din materiale eterogene, funcţionând în ulei înspumat şi treptat saturat cu oxigen şi apă, formează cupluri electrochimice, ce activizează uzura prin coroziune. În asemenea condiţii uleiul trebuie nu numai să-şi păstreze caracteristicile sale de exploatare şi să protejeze suprafeţele de frecare, dar şi, ca mediu de transmisie a momentului de rotaţie, să asigure un randament înalt al transmisiei.  Şi anume aici cerinţele prezentate faţă de viscozitate sunt diametral opuse cerinţelor prezentate faţă de ulei în calitatea sa de lubrifiant. Pentru gresarea roţilor dinţate este necesar ulei cu viscozitate înaltă. Pentru funcţionarea normală a hidrotransformatorului – viscozitate joasă (4—9 сСт la 100°С).

În principal uleiurile de angrenaj sunt pe bază minerală (petrolieră). Totodată în ultimul timp apare o cantitate mare de uleiuri pe bază sintetică şi semisintetică. Pentru conferirea uleiurilor de proprietăţi funcţionale şi specifice la bază se adaugă diferiţi aditivi: antigripare, de îngroşare, anticorosive etc.

Unii specialişti în domeniul uleiurilor de angrenaj consideră, că uleiurile minerale de bază sunt net superioare celor sintetice, deoarece acestea din start posedă  calităţi superioare de lubrifiere. Proprietăţile de piezoviscozitate, adică capacitatea de a forma la presiuni înalte o peliculă lubrifiantă stabilă la aceste uleiuri sunt mult mai pronunţate, decât la poli-alfafaolefini (PAO) des utilizaţi  în calitate de bază sintetică. De asemenea şi eficienţa aditivilor în bazele naturale şi sintetice este diferită – în baza minerală aceştia se dizolvă mai bine, şi pentru obţinerea de uleiuri cu calităţi antifricţiune înalte mai bine se potrivesc bazele minerale. 

Însă, pentru a obţine intervale mari între schimburile de ulei acest lucru poate fi atins doar utilizând „sintetica”. Totodată, uleiurile sintetice trebuie pe deplin utilizate în angrenajele, care dezvoltă turaţii mari şi sarcini intense – în motoarele intens forţate.