1.喷射的方式不同。一般的汽油机（除直喷发动机）是将汽油与燃料混合后进入气缸。而柴油机是直接将柴油喷入已经充满压缩空气的气缸。
2.点火方式不同。柴油机是通过压缩自燃点火，而汽油机需要火花塞点燃混合气体。
3.压缩比不同。柴油机的压缩比一般都比汽油机的要大，因此它的膨胀比和热效率比较高，油耗比汽油机要低。 4.汽油机是点燃式的，燃料在汽缸内靠电火花塞点燃；而柴油机是压燃式的，燃料依靠汽缸内空气压缩产生的热量引燃，也就是空气压缩会升高温度，当压缩空气的温度高于柴油的燃点时柴油就会燃烧。
5.汽油机的汽缸压缩比较低，通常在10以下，而柴油机的汽缸压缩比较高，一般都在14以上。
6.汽油机震动小、转速高，适用于轿车和轻型车辆，而柴油机功率大，经济性能好，适用于卡车和大型客车。由于柴油较汽油廉价，而且柴油机动力强劲，目前越来越多的车辆使用柴油机，出现了柴油轿车。
7.由于轿车、客车等汽油机车辆经常在市内行驶，因道路拥堵常处于停停开开状态，发动机也经常怠速运转，温度较低，即使在正常运转条件下汽油机的温度和压力都比柴油机低，因此在汽油机的工作条件下，发动机机油容易产生低温油泥，所以要求汽油机油具有良好的低温油泥分散性；而柴油机车辆经常在公路上行驶，车辆长时间运行，发动机温度和压力都较高，汽缸内产生较多的烟灰和积炭，发动机油也容易氧化产生胶质，因此柴油机油要求具有良好的高温清净性。