Система мащення двигуна — сукупність пристроїв, що забезпечують безперервне надходження оливи у зони тертя між спряженими деталями двигуна внутрішнього згоряння. Крім виконання основної функції система мащення забезпечує охолодження деталей двигуна, видалення продуктів зносу та згоряння палива й оливи, захист деталей двигуна від корозії.

Під час роботи ДВЗ його деталі піддаються різним навантаженням і у різних теплових умовах. Найбільшим навантаженням піддаються підшипники колінчастого валу, а деталі поршневої групи працюють за найвищої температури. У сучасних ДВЗ застосовують комбіновані системи мащення, в яких деякі деталі змащуються під тиском, створюваним масляним насосом, а інші — розбризкуванням.

У типовій системі мащення масло заливається через маслозаливну горловину в піддон картера до певного рівня. Рівень масла контролюється за допомогою масломірного щупа, на якому нанесено дві мітки - максимального та мінімального рівня.

При роботі двигуна масло засмоктується з піддону двигуна масляним насосом через маслозабірник з сітчастим фільтром, що запобігає попаданню в насос великих частинок. З насоса масло під тиском подається в масляний фільтр, де очищається від механічних домішок і проходить у головну масляну магістраль — канал, просвердлений в картері блоку циліндрів. Від головної масляної магістралі відгалужуються канали, якими масло надходить до корінних підшипників колінчастого валу, опор розподільного валу та інших деталей. До шатунних шийок колінчастого валу масло надходить через отвори, просвердлені в колінчастому валі. У деяких двигунах в нижній головці шатуна є канал, яким масло подається для змащення поршневого пальця. Для подачі оливи на робочу поверхню циліндра іноді виконують свердління в нижній головці шатуна, з якого, при збігу отворів у шатунній шийці та головці шатуна, масло потрапляє на дзеркало циліндра, а іноді для цього використовуються спеціальні форсунки.

Олива, що витікає через зазори в підшипниках, розбризкується рухомими деталями КШМ та ГРМ і у вигляді крапель і масляного туману потрапляє на інші деталі двигуна. З порожнини головки блоку циліндрів під дією сили тяжіння олива стікає назад у піддон, змащуючи при цьому деталі приводу ГРМ.

Падіння тиску мастила в системі мащення може призвести до швидкого виходу двигуна з ладу, тому він контролюється спеціальним датчиком, встановленим у масляній магістралі. Електричний сигнал від датчика надходить до покажчика тиску масла, встановленого на панелі приладів, або до контрольної лампи аварійного тиску масла (червоного кольору). У деяких двигунах сигнал від датчика тиску використовується електронним блоком керування, який може відключити двигун у разі небезпечного зниження тиску оливи.

В окремих конструкціях застосовують датчики для контролю рівня масла в піддоні картера.

У двигунах багатьох вантажних автомобілів використовуються двосекційні масляні насоси для поділу потоків оливи. Для охолодження оливи можуть використовуватись масляні радіатори або водомасляні теплообмінники. Масляний радіатор обдувається повітрям, яке охолоджує масло, що протікає через нього; теплообмінник віддає тепло від оливи в охолоджувальну рідину. При включенні масляного радіатора може статися падіння тиску основних магістралях мастильної системи. Щоб цього не відбулося, перед входом у радіатор встановлюють запобіжний клапан.

У деяких високофорсованих двигунах спортивних автомобілів, а також тракторів та спеціальних автомобілів застосовуються системи мащення з сухим картером. Використання таких систем гарантує, що при різких маневрах на великій швидкості або нахилах транспортного засобу масло не переміститься до однієї з його стінок і маслозабірник не виявиться вищим за рівень масла. Олива, що стікає в піддон, в двигунах з сухим картером постійно викачується додатковим масляним насосом в спеціальний масляний бак. З цього бака масло потім подається під тиском у систему мащення двигуна.