汽油機和柴油機是目前廣泛應用在工農業生產和交通運輸部門的熱機。它們的區別主要在於壓縮比、點火方式、所用燃料及用途。
壓縮比是指活塞在氣缸中運動時，氣缸中出現氣體的最大體積和最小體積之比。活塞在最低點時氣缸中氣體體積最大，活塞在最高點時氣缸中氣體體積最小，前者叫氣缸總容積，後者叫氣缸燃燒室容積。壓縮比規定為
壓縮比＝汽缸總容積／燃燒室容積壓縮比是內燃機的重要指標，壓縮比越大，其壓強越大，溫度越高。汽油機的壓縮比為4∼6。柴油機的壓縮比為15∼18。從理論上講，壓縮比越大，效率越高。但因為氣缸受材料強度的限制，而且氣缸內工質的溫度不能超過燃料的燃點，所以壓縮比不能太大。
它們的點火方式不同，汽油機是把吸入氣缸的汽油蒸汽與空氣混合、加壓，然後用火花塞點火。柴油機是由噴油嘴噴出的霧狀柴油與空氣混合、加壓，靠壓縮來提高混合氣體的溫度自動點火。汽油機是用汽油做燃料，柴油機是用柴油做燃料。它們的名稱就是由此而來的。
汽油機使用鋁合金、塑膠等材料製成。體積小，重量輕，起動方便，運轉平穩，轉速快，適用於汽車、飛機等要求體積孝速度快的運輸工具。柴油機的壓縮比大，氣缸因為要承受較大的壓力而做得較為牢固笨重，一般用鋼板，鐵板等材料製成。它的功率大，適用於載重較大的大型卡車、拖拉機、機車和船艦。
汽油車和柴油車由於使用油料不同，發動機結構、混合氣形成方式和燃燒方式不同，其污染物排放規律也不同。兩者排放物的主要區別表現在以下幾個方面:
1、汽油具有很強的揮發性，而柴油很難揮發，因此汽油車污染物中有燃料蒸發排放物，其組分是碳氫化合物(HC)。
2、汽油具有容易與空氣混合，且混合後不易分離的特性。汽油車燃料混合氣的形成是在發動機燃燒室外進行的(在化油器和/或進氣管)，在點燃之前又經過進氣、壓縮過程，有相對較長的混合時間。因此汽油與空氣可以混合得很均勻，基本不存在局部過濃或過稀和液態油滴的情況。汽油的分子又小，決定了汽油車排放物中顆粒物較少。進入發動機燃燒室的空氣與汽油的比例基本控制在理論空燃比附近(所謂理論空燃比是指在理論計算上燃燒1千克的燃料所需要的空氣量，對汽油來說通常在14.7左右)，採用火花塞放電點火燃燒，燃燒速度很快；汽油機壓縮比低、燃燒最高壓力低、最高溫度高，燃燒後產物發生高溫離解的傾向比較嚴重，某些“死區”點不著火或在某些工況下斷火，使汽油機排放物中有較多的一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)。同時，發動機燃燒室內的高溫，又導致了氮氧化合物(NOx)的產生和排放。因此，汽油車排放的特點是一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)排放量高，而顆粒物排放量低，氮氧化合物(NOx)排放與柴油車基本相同。
3、柴油車燃料混合氣的形成是在發動機燃燒室內進行的，柴油高壓噴入燃燒室，壓縮著火後進行邊噴邊燃燒的擴散燃燒方式。這種工作方式，決定了柴油與空氣的混合是不均勻的，不可避免地存在局部缺氧或局部富氧情況。油料在高溫缺氧時，易炭化形成炭煙。柴油車負荷的調節是通過改變噴油量來控制的。柴油車混合氣始終處於比較稀的狀態下，也就是說，柴油機的燃燒室內始終存在富餘的空氣。這些富餘的空氣在高溫作用下容易產生氮氧化物(NOx)，而一氧化碳(CO)和碳氫化合物(HC)則不容易形成。因此，柴油車排放特點是顆粒物和氮氧化物(NOx)排放量多而一氧化碳(CO)和碳氫化合物(HC)排放量少。
