1、柴油發動機在進氣時，進入汽缸的不是可燃混合氣，而是空氣。柴油機用高壓油泵透過噴油器把柴油噴入汽缸的；而汽油發動機的用汽化器把汽油和空氣混合為可燃混合氣，在進氣時由活塞吸入汽缸的。

2、柴油機是壓縮點火，屬於壓燃式內燃機；汽油發動機是用電火花點火，屬於點燃式內燃機。

3、柴油發動機的壓縮比大，而汽油發動機的壓縮比小。

4、因為壓縮比的不同，所以柴油機曲軸和箱體等部件要承受比汽油機同類部件大得多的爆發壓力，這也是柴油機體積大、顯得笨重的原因。

5、柴油發動機混合氣形成的時間比汽油發動機混合氣形成時間短。

6、柴油發動機和汽油發動機燃燒室的構造不同。

7、柴油發動機比汽油發動機發動困難。柴油發動機有小型汽油發動機啟動、大功率起動機啟動、空氣啟動等多種啟動方式；汽油發動機一般均用起動機啟動。

8、柴油發動機多設有預熱裝置；汽油發動機沒有。

9、柴油發動機轉速低，汽油發動機轉速高。

10、同功率狀態下，柴油機體積大，汽油機體積小。

11、供油系統不一樣，柴油機為高壓（泵或共軌）供油系統，汽油機為化油器供油系統（陳舊技術-已淘汰）和電噴供油系統（最新技術）。

12、用途不一樣。小型汽車和小型行動式裝置（小型發電機組、割草機、噴霧機等）以汽油機為主；重型汽車、特種車輛、工程機械、發電機組等以柴油機為主