主要是發動機的工作模式不一樣： 汽油與柴油相比較，汽油的沸點低、容易氣化，而柴油的自燃溫度低。 柴油機采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度，使空氣溫度超過柴油的自燃測試，這時再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時自己點火燃燒。
與汽油機相比，柴油機的優點是柴油價格便宜，經濟性好，并且它沒有點火系統，所以故障較少。但柴油機由于工作壓力大，要求各有關零件具有較高的結構強度和剛度，所以柴油機比較笨重，體積較大；柴油機的噴油泵與噴嘴制造精度要求高，所以成本較高；另外，柴油機工作粗暴，振動噪聲大；柴油不易蒸發，冬季冷車時起動困難。 汽油機的工作原理是在比較低的壓力下利用點火系統點燃汽油空氣混合體，然后做功。 由于工作原理的不同，柴油機在比較低的速度下舊可以達到很大的扭矩，而汽油機達到最大扭矩的轉速要遠高于柴油機。
所以柴油機更多的應用于需要低速大扭矩的場合，比如載重汽車、輪船、軍艦、坦克等，還有一個更重要的原因就是柴油的閃點比汽油要高安全性要高于汽油。
起步柴油車優于汽油車，高速汽油車好于柴油車。
日常的維修保養柴油車要優于汽油車，因為柴油發動機非常耐用，轉速相對較低，部件磨損則相對減少，加之柴油車沒有高壓點火系統和節流閥體，所以發動機的故障率低。。極端的維修保養汽油車要好于柴油車。 同排量的發動機柴油的車動力更加強勁！ 柴油機排放污染特別是顆粒污染相對比較嚴重！