Thời tiết không chỉ ảnh hưởng đến cảm giác lái mà còn tác động trực tiếp đến mức tiêu hao nhiên liệu của ô tô. Dữ liệu từ Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ cho thấy xe có thể hao xăng đáng kể trong mùa đông, trong khi mùa hè lại phát sinh chi phí nhiên liệu chủ yếu do điều hòa.
Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ, thời tiết cực lạnh là một trong những yếu tố bất lợi nhất đối với khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Ở mức 20 độ F, tương đương khoảng âm 7 độ C, mức tiết kiệm nhiên liệu thấp hơn khoảng 15% so với khi xe vận hành ở 77 độ F, tức khoảng 25 độ C.
Ảnh hưởng này còn rõ hơn trong các chuyến đi ngắn. Với quãng đường chỉ khoảng 3 đến 4 dặm trong ngày đông lạnh, mức tiết kiệm nhiên liệu có thể giảm tới 24%. Xe hybrid cũng không miễn nhiễm, khi khả năng tiết kiệm nhiên liệu có thể giảm 30% đến 40% trong thời tiết lạnh. Xe điện thậm chí chịu tác động mùa đông nặng hơn hybrid.
Nguyên nhân nằm ở cách xe vận hành trong môi trường nhiệt độ thấp. Dầu động cơ và các chất lỏng kỹ thuật trở nên đặc hơn, làm tăng ma sát giữa các bộ phận. Ắc quy cũng hoạt động kém hiệu quả hơn, khiến máy phát điện phải chịu tải lớn hơn.
Ngoài ra, các thiết bị như sưởi cabin, sấy kính và ghế sưởi đều tiêu thụ năng lượng, tạo thêm gánh nặng cho hệ thống vận hành. Nhiệt độ thấp cũng làm giảm áp suất lốp, ảnh hưởng đến độ bám đường và khiến bánh xe phải làm việc nhiều hơn. Việc để xe nổ máy tại chỗ để làm ấm trước khi chạy cũng khiến nhiên liệu bị tiêu hao mà xe không di chuyển.
Môi trường lạnh còn làm tăng lực cản khí động học vì không khí lạnh đặc hơn không khí ấm. Nếu đường có tuyết, bùn tuyết hoặc băng, xe cần thêm năng lượng để duy trì chuyển động. Những chuyến đi ngắn đặc biệt bất lợi vì động cơ chưa kịp đạt và duy trì nhiệt độ vận hành tối ưu.
Ở chiều ngược lại, nhiệt độ cao tự thân không hẳn làm xe tốn nhiên liệu hơn. Theo EPA, không khí ấm ít đặc hơn nên giúp giảm lực cản gió, trong khi động cơ cũng đạt nhiệt độ vận hành hiệu quả nhanh hơn. Nhiên liệu bán vào mùa hè cũng được đánh giá hiệu quả hơn so với loại pha trộn dùng cho mùa đông.
Tuy nhiên, lợi ích này có thể nhanh chóng bị triệt tiêu khi người lái sử dụng điều hòa nhiều. Với xe dùng động cơ thông thường, EPA cho biết mức tiết kiệm nhiên liệu có thể giảm hơn 25% trong một số điều kiện, đặc biệt khi xe chạy nhiều chuyến ngắn hoặc phải nổ máy chờ lâu. Một nghiên cứu được EPA dẫn lại cũng cho thấy hệ truyền động càng hiệu quả thì tác động của điều hòa đến mức tiêu hao nhiên liệu càng lớn.
Dù vậy, khi tính trung bình trên nhiều chu trình lái, mức giảm do điều hòa thường nằm trong khoảng 1,3% đến 7,5%. Xe màu sáng có thể có lợi thế nhất định vì phản xạ nhiệt tốt hơn và làm mát khoang cabin nhanh hơn, qua đó giảm tải cho hệ thống điều hòa.
Việc tắt điều hòa và hạ cửa kính cũng không phải lúc nào giúp tiết kiệm xăng hơn. Hiệu quả phụ thuộc vào tốc độ và kiểu dáng xe, bởi cửa kính mở làm tăng lực cản gió. Một nghiên cứu năm 2013 với Toyota Corolla 2009 và Ford Explorer 2009 cho thấy cả hai xe tiết kiệm nhiên liệu hơn khi hạ kính ở tốc độ thấp, nhưng với Corolla, khi chạy trên 75 mph, việc hạ kính gây hao nhiên liệu tương tự bật điều hòa.
