柴油发动机和汽油发动机比较，主要的优点是热效率高，因此燃料经济性好。柴油发动机的单位燃料消耗量比汽油发动机约低15％～25％。其次，由于柴油发动机不用电气点火系来点火，所以工作比较可靠，故障较少。就零件的抗磨性来说，柴油机也比汽油机好些。
柴油机的缺点是构造（尤其是点火系）较复杂，工程机械零件所受的负荷较大，因而强度要高些。这些因素使其重量增加，制造成本和修理费用较高，总尺寸也较大。
由于柴油发动机有这些缺点，所以装用在载重量较大的汽车及工程机械上较为适宜。因为在大型汽车和工程机械上，重量和总尺寸大些，对车辆总重量和尺寸的影响不太显著，而燃料经济性对制造成本增大的抵消作用较大。
应当指出，近年来内燃机工业的发展，使柴油机和汽油机的明显差别正在逐渐缩小。
