1)燃料不同
汽油机用汽油:
石油炼制过程中得到的的轻组分燃料
关键性能指标是辛烷值和馏程
辛烷值，表示汽油抗爆（震）性的指标。爆震是在汽油机燃烧中，随着压缩比及气缸内气体温度升高，可能出现的一种不正常的自燃现象。辛烷值越高表示抗爆震能力越强
为提高汽油的辛烷值，允许承受更高的压缩比，常加入抗爆添加剂，常用的是铅化合物，因此汽油多含铅
馏程较窄，馏分轻，容易挥发
柴油机用柴油:
石油炼制过程中得到的重组分燃料，含硫量高。
主要性能评定指标：十六烷值、馏程、粘度。
十六烷值，是评定柴油自燃性能（发火性）好坏的指标，馏程表示柴油的蒸发性，粘度是燃料流动性的尺度。
馏分较重，不易挥发
2)供油和点火方式不同
汽油机：
来自汽油泵的汽油，与来自空气虑清器的空气，在化油器内形成混合气体，经由进气岐管，进入气缸燃烧室后，用电火花点燃。
柴油机：
燃料的混合和燃烧是在气缸内进行。由喷油器直接向燃烧室喷射高压柴油，与空气混合，形成雾化气被压缩后燃烧
因此，在结构上，汽油发动机比柴油发动机多了一整套点火系统。
3)其他不同之处
压缩比不同：
压缩比即为压缩前后气缸内气体体积之比。发动机通过将空气与燃油混合燃烧，将热能转换为机械能，从而驱动设备工作。因柴油无爆震，故承受的压缩比可比汽油高（一般的，汽油机8~10：1，柴油机16~20：1），故效率也高
曲轴转速：
汽油机一般5000r/m，柴油机3000r/m；
汽油机比柴油机功率小、运行平稳、噪音小；重量轻、体积小；轴颈与轴瓦间距小（一般的，汽油机0.05mm，柴油机0.2mm）。
排放物：
汽油机排放物主要是HC，CO，NOX ，柴油机则主要是NOX ，PM，HC，CO。
与汽油机相比，柴油机的HC、CO排放量相当低，一般只有汽油机的几十分之一，柴油机的NOX排放量也和汽油机相当，但柴油机微粒排放约为汽油机的30倍~80倍。
酸中和能力：
由于柴油含硫量高，因此燃烧后产生的硫化物（SO2，SO3），与发动机冷启动或者频繁起停过程中（当温度低于露点时）在气缸壁形成的凝结水，生成大量的强酸。这对金属的缸体系统会造成强烈的腐蚀，并加速油品老化。
因此要求柴油机油具备高的总碱值（TBN），以保持良好的酸中和能力。
抗磨性能：
汽油机曲轴的转速更高，轴承轴瓦间不容易形成并保持适当厚度的油膜，进行润滑；其加工间隙相对柴油机更小，更易磨损。另外汽油机发动机独有的点火配气系统中，气门以及凸轮和顶杆系统，高速频繁的启闭，也更加剧了阀系的磨损。 因此要求汽油机油具有更好的润滑性能，最大限度的减少零部件的磨损，延长寿命。
抗腐蚀性能：
汽油机主轴瓦与连杆轴瓦可用材质较软、抗腐蚀性好的巴氏合金。柴油机轴瓦采用铅青铜或铅合金等高性能材料，抗腐性能较差。 为此在柴油机机油的炼制过程中，要多加些抗腐剂，以便使用中能在轴瓦表面生成一层保护膜来减轻轴瓦的腐蚀，并提高其耐磨性能。
高温高剪切能力：
汽油机转速高，因此要求汽机油具有良好的剪切稳定性；柴油机压缩比大大高于汽油机，功率也更大，而且柴油机是靠活塞压缩高压混合气，压力和温度急剧升高，达到燃点后自燃，因此柴机油要承受更高的温度和剪切作用。
清净分散性：
汽油机体积小，燃烧过程中氧化产生大量油泥，需要汽机油具有较强的分散性能，将油泥分散成较小的颗粒，悬浮在润滑油中，以免阻塞机滤；柴油机相对于汽油机而言，体积较大，在燃烧过程中形成大量的积碳，需要柴机油具有较强的清净性能，能够将积碳尽快清洗下来，保证发动机的正常运转 。
其他：
气缸壁形成的积炭，一部分都来自燃油，一部分来自机油的燃烧产物。其中积炭成分中铅含量较大（汽油含铅），因此汽机油铅含量一定要低，以减少结炭。
油品相关常识
汽油:
是消耗量最大的燃料品种；
汽油的沸点范围（又称馏程）为 30 ~ 205°C ， 密度 0.70~ 0.78 克 / 厘米 3 ；
商品汽油按该油在汽缸中燃烧时抗爆震燃烧性能的优劣区分，标记为辛烷值 70 、 80 、 90 或更高。号逾大，性能逾好。
汽油主要用作汽车、摩托车、快艇、直升飞机、农林用飞机的燃料。商品汽油中添加有添加剂（如抗爆剂四乙基铅）以改善使用和储存性能。受环保要求，今后将限制芳烃和铅的含量。
柴油:
沸点范围有 180~ 370℃ 和 350~ 410℃ 两类；
对石油及其加工产品，习惯上对沸点或沸点范围低的称为轻，相反成为重。故上述前者称为轻柴油，后者称为重柴油。
商品柴油按凝固点分级，如 10 、 -20 等，表示低使用温度，柴油广泛用于大型车辆、船舰。
由于高速柴油机（汽车用）比汽油机省油，柴油需求量增长速度大于汽油，一些小型汽车也改用柴油。对柴油质量要求是燃烧性能和流动性好。
燃烧性能用十六烷值表示愈高愈好，大庆原油制成的柴油十六烷值可达 68 。高速柴油机用的轻柴油十六烷值为 42~55 ，低速的在 35 以下。
石油：
石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，与煤一样属于化石燃料。石油的性质因产地而异，密度为 0.8 ~ 1.0 克 / 厘米 3 ，粘度范围很宽，凝固点差别很大（ 30 ~ -60°C ），沸点范围为常温到 500°C 以上，可容于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。
组成石油的化学元素主要是碳 （ 83% ~ 87% ）、氢（ 11% ~ 14% ），其余为硫（ 0.06% ~ 0.8% ）、氮（ 0.02% ~ 1.7% ）、氧（ 0.08% ~ 1.82% ）及微量金属元素（镍、钒、铁等）。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占 95% ~ 99% ，含硫、 氧、氮的化合物对石油产品有害， 在石油加工中应尽量除去。
不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大， 但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。 通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油；以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油；介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较多，凝固点高，硫含量低， 镍、氮含量中等，钒含量极少。除个别油田外，原油中汽油馏分较少，渣油占 1/3 。组成不同类的石油，加工方法有差别，产品的性能也不同，应当物尽其用。大庆原油的主要特点是含蜡量高，凝点高，硫含量低，属低硫石蜡基原油。