柴油的熱值比汽油高，加上柴油發動機的壓縮比要比汽油發動機高很多，所以單位體積的柴油做功就比汽油高，這樣一來就顯得柴油機的效率比汽油機要高。

1、噴射的方式不同。一般的汽油機（除直噴發動機）是將汽油與燃料混合後進入氣缸。而柴油機是直接將柴油噴入已經充滿壓縮空氣的氣缸。

2、點火方式不同。柴油機是透過壓縮自燃點火，而汽油機需要火花塞點燃混合氣體。

3、壓縮比不同。柴油機的壓縮比一般都比汽油機的要大，因此它的膨脹比和熱效率比較高，油耗比汽油機要低。

柴油機更“有勁”，其實是指發動機的扭矩更大。如果對比同排量的汽油機和柴油機，會發現汽油機的功率更大，但是柴油機的扭矩更大。這主要是因為柴油機的壓縮比大，活塞行程大，所以可以發出較大的扭矩。但是由於轉速低，所以功率並不大。

柴油機最大的優勢就是可以在較低的轉速下發出較大的扭矩，這一點對於貨車和越野車來說特別適用。所以，在大型貨車、工程機械以及一些越野車上得到了廣泛的應用。

柴油發動機的壓縮比是高於汽油車發動機的，所以其燃油轉化率也是遠遠高於汽油機的，能獲得更高的燃燒效率，所以柴油機的熱效率一般高於汽油機。在現階段，汽油機的熱效率普遍在30%~40%之間，而柴油機可以達到35%~45%