汽油和柴油在燃燒效率上有明顯區別。

柴油的燃燒效率通常高于汽油。這是因為柴油的熱效率高，其熱量大，燃燒同樣質量的體積能放出更多能量，做功更多。而且柴油不易揮發，燃點高，功率大。

汽油易揮發，燃點在 410 - 430 度，需要火花塞點燃，燃燒效率相對較低。從能量密度看，柴油含 8 - 15 個碳原子，能量密度更高。

柴油在高壓下能自燃，燃燒方式更直接，效率高，最高利用率雖只有 30%，但也比汽油強。汽油燃燒需要火花塞點火，相對復雜，效率較低。

在制備方法上，汽油通過分餾原油和分離重餾分制得，柴油可由柴油、頁巖油等制成，通過直接蒸餾或裂化過程，按原油性質還分石蠟基柴油、環烷基芳烴柴油等。

此外，小型柴油機的燃油經濟性超過汽油機的三分之一。一些采用先進燃油噴射系統的柴油車，在噪音控制上也縮小了與汽油車的距離。柴油機使用壽命長，經濟耐用，沒有點火裝置，輔助器具少，故障率遠小于汽油機。

雖然柴油機在高速時不如汽油機，但在低速時扭矩大，在復雜路面、上坡、重載時表現優于汽油機。總之，綜合各種因素，柴油在燃燒效率方面比汽油更具優勢。