Kompresorsko ulje je mazivo koje se koristi za sprječavanje trošenja, minimiziranje korozije metala i poboljšanje učinkovitosti kompresije. Ulja se razlikuju po debljini ili viskoznosti, vrsti upotrijebljenih aditiva i jesu li prirodna ili sintetička ulja. Mogu cirkulirati s plinovima koji se komprimiraju, kao u sustavima klimatizacije, ili biti odvojeni, kao u kompresorima kisika.
Otpornost na habanje je važna, jer mnogi kompresori rade neprekidno i mogu se brzo istrošiti bez odgovarajućeg podmazivanja. Kemikalije koje se nazivaju aditivi za trošenje smanjuju kontakt metala pokretnih dijelova. Točna viskoznost ili debljina kompresorskog ulja je važna jer ulje djeluje kao brtvilo i smanjuje količinu plina koji curi oko klipova kompresora, što se naziva blow-by.
Sintetičko kompresorsko ulje izrađeno je od umjetnih maziva, a ne od prirodnih naftnih ulja. Različite molekule se miješaju kako bi se osigurala zaštita od habanja, odgovarajuća viskoznost i stabilnost pri visokim temperaturama. Kompresori za kisik i druge plinove koji mogu uzrokovati izgaranje mogu koristiti sintetičko ulje jer se mogu koristiti smjese koje ne izgaraju u prisutnosti kisika.
Mnogi sustavi, poput onih koji se koriste za klimatizaciju i hlađenje rashladnih uređaja, cirkuliraju ulje i rashladno sredstvo u sustavu kao smjesu. Ulje kompresora osigurava podmazivanje dok je unutar kompresora, ali se tamo ne pohranjuje. Kretanje maziva kroz sustav može osigurati hlađenje kompresora, jer će se vruće ulje ohladiti u izmjenjivačima topline prije povratka. Ovi sustavi također mogu biti jeftiniji za proizvodnju, jer dodatna oprema nije potrebna za odvajanje ulja.
Sustavi bez ulja potrebni su za mjesta gdje prisutnost kompresorskog ulja može uzrokovati požar ili kontaminirati dovod plina. Ovi sustavi služe za komprimiranje čistog kisika, a koriste se i za udisanje zraka koji je za sigurnosnu opremu ili podvodno ronjenje. Osjetljivi laboratorijski instrumenti također mogu trebati dovod zraka bez ulja kako bi se spriječilo oštećenje opreme.
Održavanje razine ulja u nekim sustavima bitno je za dug radni vijek. Većina rashladnih sustava je zapečaćena i zahtijevaju održavanje ulja samo ako dođe do curenja. Veći rashladni sustavi i komercijalni plinski kompresori mogu koristiti spremnik za dovod ulja, gdje se kompresorsko ulje čuva u skladištu dok ga sustav ne zatreba. To omogućuje dodavanje zamjenskog ulja bez gašenja kompresora.
Počevši od kasnog 20. stoljeća, sintetička ulja postala su popularnija za neke kompresorske sustave. To je uglavnom bilo zbog sposobnosti stvaranja ili formuliranja specifičnih karakteristika ulja za industrijsku, medicinsku i potrošačku upotrebu. Sintetička ulja su ponekad bila skuplja, ali bolja stabilnost ulja omogućila im je da ostanu u kompresorima dulje vrijeme prije nego što je potrebna promjena. To bi moglo rezultirati nižim troškovima samog ulja i nižim troškovima rada za održavanje.