น้ำมันพื้นฐานและสารเพิ่มคุณภาพบางตัวจะถูกใช้หมดสภาพไปเรื่อยๆ เพื่อรักษาและปกป้องเครื่องยนต์ให้อยู่ในสภาพปกติ ดังนั้นน้ำมันหล่อลื่นเมื่อถูกใช้งานไประยะหนึ่ง น้ำมันพื้นฐานจะเริ่มเสื่อมสภาพลงเป็นผลให้ความหนืดเปลี่ยนแปลงไป และเกิดสารเคมีจำพวกกรดที่มีอำนาจการกัดกร่อน พร้อมทั้งสารเพิ่มคุณภาพจะเริ่มหมดไป เป็นสาเหตุให้เราต้องเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องใหม่ที่มีความหนืดถูกต้องและมีสารเพิ่มคุณภาพเต็มจำนวน เพื่อช่วยให้เครื่องยนต์ทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพต่อไป
สิ่งเจือปนในน้ำมันหล่อลื่นอื่นๆ เช่น เศษโลหะจากการสึกหรอ เขม่า น้ำ และตัวเนื้อน้ำมันพื้นฐานที่เสื่อมคุณภาพแล้ว จะเพิ่มปริมาณขึ้นอยู่ตลอดเวลาถึงแม้ว่าจะมีหม้อกรองน้ำมันช่วยกรองสารเหล่านี้แล้ว แต่ยังมีสิ่งเจือปนขนาดเล็กแขวนลอยอยู่ในน้ำมันได้ เนื่องจากผลของสารเพิ่มคุณภาพประเภทกระจายเขม่า แต่อย่างไรก็ตามเมื่อใช้น้ำมันหล่อลื่นไประยะหนึ่งสารเจือปนเหล่านี้จะมีเกินกำหนดที่สารกระจายคราบเขม่าสามารถกระจายได้ คราบเขม่าเหล่านี้จะจับตัวเป็นก้อนก่อให้เกิดโคลน (Sludge)ในน้ำมัน ทำให้น้ำมันเสื่อมสภาพและต้องเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องในที่สุด
จากการเสื่อมสภาพของน้ำมันข้างต้นเป็นการยากที่ผู้ใช้น้ำมันจะสังเกตได้ว่าน้ำมันหล่อลื่นที่ใช้อยู่ได้เสื่อมสภาพไปมากน้อยเท่าไรแล้ว ผู้ใช้จึงควรเปลี่ยนถ่ายน้ำมันหล่อลื่นตามระยะเวลาที่ผู้ผลิตเครื่องยนต์ได้กำหนดไว้ ซึ่งระยะเวลาดังกล่าวได้มาจากประสบการณ์ของผู้ผลิตเครื่องยนต์ และคุณภาพของน้ำมันหล่อลื่นตามที่ผู้ผลิตเครื่องยนต์ได้แนะนำไว้

สาเหตุของการเสื่อมสภาพของน้ำมันเครื่อง ได้แก่
• การสะสมสิ่งสกปรกจากการเผาไหม้และสึกหรอในเครื่องยนต์ ที่น้ำมันเครื่องไปชะล้างออกมา
• การทำปฏิกิริยาทางเคมีกับความร้อนจากการจุดระเบิด
• สารเคมีปรุงแต่งคุณภาพที่ผสมอยู่เสื่อมสภาพไปตามอายุการใช้งาน

ดังนั้นการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องตามกำหนดระยะเวลาจะช่วยรักษาเครื่องยนต์ให้สะอาด ปราศจากตะกอนหรือเขม่าคราบยางเหนียวต่างๆ และช่วยยืดอายุการทำงานของเครื่องยนต์
ที่สำคัญ การเปลี่ยนน้ำมันเครื่องควรเปลี่ยนพร้อมไส้กรองน้ำมันเครื่องทุกครั้ง เนื่องจากไส้กรองฯ เป็นตัวดักเก็บสิ่งเจือปนต่างๆ ที่อยู่ในน้ำมันเครื่อง ทั้งเขม่า ตะกอน รวมไปถึงเศษโลหะของชิ้นส่วนเครื่องยนต์ หากไส้กรองอุดตันจะปล่อยน้ำมันเครื่องที่มีสิ่งสกปรกเจือปนไหลออกมาโดยไม่ผ่านการกรอง และเป็นสาเหตุให้เครื่องยนต์สึกหรอเร็วกว่าปกติได้