柴油發動機和汽油發動機有不少區別。

點火方式上，柴油發動機靠壓縮沖程把燃油和空氣混合物壓縮升溫達到燃點燃燒，無需火花塞；汽油發動機則靠噴油嘴上方電子點火器產生電火花來引燃汽油，得有電器元件幫忙。

油耗方面，柴油發動機更省，比如同等車型和行駛條件下，汽油車油耗 10L 時，柴油車約 7L。

加速度上，柴油發動機能量轉化為速度慢，加速度不如汽油機。

噪音上，柴油車發動機比汽油車大。

柴油發動機優點挺多，像壽命長、經濟耐用、輔助電器少、故障率低、耗油量低、低速扭矩大，在復雜路面和載重方面表現出色，但也有缺點，比如噪音大、制造成本高、啟動困難，多裝在卡車或貨車上。

汽油發動機優點是普及度高、噪音低、功率大。

燃料特性有差異，汽油分子量小，沸點 20 - 220℃，燃點 400℃以上；柴油分子量大，沸點高，燃點 220℃。

點火方式不同，汽油發動機要火花塞引燃，柴油發動機靠氣體壓縮后的溫度上升自燃，這讓柴油機故障率更低、壓縮比能更高，燃油經濟性好。

發動機轉速不同，汽油發動機能預制混合氣，通過火花塞引燃；柴油發動機先吸空氣壓縮升溫，快到上止點時噴柴油引燃，燃燒時間長，轉速不能太高。

工作原理上，汽油發動機靠火花點火點燃燃料和空氣混合物；柴油發動機靠高溫高壓自動點燃，壓縮比和燃燒效率高。

燃料類型不同，汽油發動機用汽油，柴油發動機用柴油，柴油能量密度高、不易揮發，汽油易揮發。

扭矩和功率輸出也不一樣，柴油發動機低轉速扭矩高，適合貨車；汽油發動機高轉速功率大，適合賽車。

噪音和振動方面，柴油發動機通常更多，汽油發動機更平順安靜。

環保和排放上，柴油發動機氮氧化物和顆粒物污染物較多，汽油發動機排放相對低，現代柴油發動機通過技術降低了排放量。

機械原理上，同是內燃機，決定動力的因素包括氣缸數量和配置方式，關鍵不同在點火方式，汽油發動機火花塞點火，柴油發動機壓縮點火。

價格上，柴油強勁但貴，同樣路程柴油用量少，考慮后續維護，燃料成本差不多，柴油還有生物柴油可選，但使用得小修改和考慮多種成本因素。

功率輸出方面，馬力和扭矩體現發動機性能，大型汽車用柴油發動機因扭矩強，跑車用汽油機因馬力高，現在消費者更看重扭矩。

可靠性上，柴油發動機壓縮點火力量大，零件簡單可靠，重量損失缺陷已克服，部分車型兼具汽油里程和柴油可靠性，維護修理費用比汽油發動機小。

如今改進后的柴油發動機很清潔，廣泛用于大型鉆井平臺、皮卡和汽車。