Масляная СОЖ содержит несмешиваемые с водой компоненты. По своему составу это минеральное масло, являющегося базовым, к которому могут быть добавлены антифрикционные, антиизносные и антизадирные присадки, ингибиторы коррозии, антиоксиданты, антипенные и антитуманные присадки.
Минеральное масло в масляных СОЖ занимает 60-95 % (в процентах по массе). Обычно это высокоочищенные нафтеновые или парафиновые масла. Иногда в качестве основы для масляных СОЖ используют смесь из нескольких минеральных масел. Отличается высокими смазочными свойствами, используется для обработки черных и цветных металлов.