柴油機效率比較高。柴油的熱效率比汽油高，柴油的熱值高，所以燃燒相同質量的體積放出能量多，在做功衝程時做的功更多。與汽油相比，柴油不易揮發、功率大、著火點較高，小型柴油發動機比汽油機的燃油經濟性高出三分之一。壓燃式的柴油機比點燃式的汽油機具有更高的能量轉換比，能量消耗為汽油機的45%-60%。
柴油車主要是採用壓燃式的點火方式，而汽油車則採用點燃式的方式，當啟動柴油車時，壓燃到一定程度就會發出的爆響聲，因此在行駛中，能明顯地感受到柴油車發動機的噪音。在噪音方面，汽油車佔有一定優勢。但隨著現在一些先進技術的使用，一些柴油轎車和SUV採用了比較先進的噴油系統，在噪音控制方面也與汽油車縮短了距離。
柴油發動機壽命長且經濟耐用，由於沒有點火系統，輔助電器少，所以柴油發動機的故障率遠低於汽油發動機耗油量低，此外，雖然柴油機在高速不及汽油機，但在低速下扭矩大，在複雜路面、爬坡、載重，要優於汽油機。
