Diesel từ lâu được xem là lựa chọn tối ưu cho những phương tiện cần sức kéo lớn và khả năng vận hành bền bỉ. Điểm khác biệt quan trọng nằm ở cách động cơ này hoạt động.
Diesel sử dụng tỷ số nén cao hơn nhiều so với động cơ xăng, thường từ 14:1 đến 25:1, trong khi động cơ xăng chỉ khoảng 8:1 đến 12:1. Khi không khí bị nén ở mức cao, nhiệt độ tăng mạnh, giúp nhiên liệu tự bốc cháy mà không cần bugi đánh lửa. Điều này vừa tăng hiệu suất, vừa giảm hao phí năng lượng.
Ngoài ra, dầu diesel có mật độ năng lượng cao hơn xăng khoảng 15%, nghĩa là cùng một thể tích, diesel chứa nhiều năng lượng hơn.
Động cơ diesel cũng có thể hoạt động với hỗn hợp nhiên liệu - không khí rất nghèo, tức là dùng ít nhiên liệu hơn cho mỗi chu kỳ đốt.
Đặc biệt, khi giảm tốc, động cơ diesel gần như không tiêu thụ nhiên liệu, trong khi động cơ xăng vẫn phải bơm nhiên liệu liên tục.
Nhờ những yếu tố này, xe dùng động cơ diesel thường đạt mức tiêu hao nhiên liệu thấp hơn đáng kể so với xe chạy xăng, đặc biệt trên đường dài hoặc khi chở nặng.
Tuy nhiên, sự tiết kiệm này đi kèm một số hạn chế. Động cơ diesel có cấu tạo phức tạp và nặng hơn, khiến chi phí sản xuất và bảo dưỡng cao.
Ngoài ra, dù phát thải CO₂ thấp hơn, diesel lại tạo ra lượng khí NOx lớn, buộc nhà sản xuất phải trang bị hệ thống xử lý khí thải hiện đại, làm tăng giá thành xe. Đây là lý do động cơ diesel phổ biến ở xe tải và xe chở nặng, nhưng chưa thể thay thế hoàn toàn động cơ xăng ở phân khúc xe con.
