Keskeinen ero: Bensiinimoottori on polttomoottori, jossa on kipinäsytytys. Kuten sen nimi viittaa siihen, se toimii bensiinillä, joka tunnetaan myös bensiininä. Näin ollen bensiinimoottori tunnetaan myös bensiinimoottorina, erityisesti Pohjois-Amerikassa. Dieselmoottori on polttomoottori, joka toimii dieselillä. Se tunnetaan myös puristussytytysmoottorina. Dieselmoottorissa vain ilma pakataan ja polttoaine ruiskutetaan erittäin kuumaan ilmaan puristusvaiheen lopussa. Moottori käyttää kompressiolämpöä sytytyksen aloittamiseksi. Dieselmoottori on siis itsesyttyvä.

Bensiinimoottori on polttomoottori, jossa on kipinäsytytys. Kuten sen nimi viittaa siihen, se toimii bensiinillä, joka tunnetaan myös bensiininä. Näin ollen bensiinimoottori tunnetaan myös bensiinimoottorina, erityisesti Pohjois-Amerikassa. Bensiinimoottori keksittiin ensimmäisen kerran vuonna 1876 Euroopassa. Sen jälkeen vapautettiin useita eri malleja, jotka paranivat sitä.
Useimmissa bensiinimoottoreissa polttoaine ja ilma sekoitetaan yleensä ennen puristusta. Jotkut nykyaikaiset bensiinimoottorit käyttävät kuitenkin sylinteri-suoraa bensiiniä. Esisekoitus tehdään elektronisesti ohjattavalla polttoaineen ruiskutuksella pieniä moottoreita lukuun ottamatta. Sytytystulppaa käytetään sitten palamisprosessin käynnistämiseen.
Dieselmoottori on polttomoottori, joka toimii dieselillä. Se tunnetaan myös puristussytytysmoottorina. Dieselmoottorissa vain ilma pakataan ja polttoaine ruiskutetaan erittäin kuumaan ilmaan puristusvaiheen lopussa. Moottori käyttää kompressiolämpöä sytytyksen aloittamiseksi. Dieselmoottori on siis itsesyttyvä. Sytytysprosessi sisältää polttokammioon syötetyn polttoaineen polttamisen. Dieselmoottorin kehitti ensin saksalainen keksijä Rudolf Diesel vuonna 1893. Dieselmoottoria ei kuitenkaan käytetty autossa ennen 1930-lukua. Silti dieselmoottorit eivät olleet suosittuja 1970-luvulle saakka.

Tärkein ero bensiinimoottorin ja dieselmoottorin välillä on se, että bensiinimoottori käyttää sytytystulppia polttoprosessin käynnistämiseksi, kun taas dieselmoottori käyttää kompressiolämpöä itsesyttymään. Lisäksi bensiinimoottoreilla on taipumus ajaa nopeammin kuin diesel, pääasiassa kevyempien mäntien, tankojen ja kampiakselin vuoksi. Toinen syy on se, että bensiini palaa nopeammin kuin diesel, joten energia vapautuu nopeammin. Bensiinimoottorilla on myös alhaisempi hyötysuhde kuin dieselmoottorilla sen alhaisempien puristussuhteiden vuoksi.
Dieselmoottoreilla on yleensä erilaisia etuja muihin polttomoottoreihin verrattuna, mukaan lukien:
- He polttoivat vähemmän polttoainetta kuin bensiinimoottorilla, jotta ne saisivat saman määrän työtä.
- Ne voivat muuntaa yli 45% polttoaineesta energiaksi, kun taas bensiinimoottorit voivat muuntaa vain 30%. Tämä johtaa parempaan mittarilukuun.
- Niillä on korkea luotettavuus ja helppo sopeutuminen kosteisiin ympäristöihin, koska korkeajänniteverkossa ei ole sytytysjärjestelmää.
- Niissä ei ole keloja, sytytystulpan johtoja jne. Näiden radiotaajuuspäästöt voivat häiritä navigointi- ja viestintälaitteita.
- Dieselmoottorin käyttöikä on yleensä noin kaksi kertaa pidempi kuin bensiinimoottorin.
- Dieselmoottorin muodostamiseen käytetyillä osilla on lisääntynyt lujuus.
- Dieselpolttoaineella on paremmat voiteluominaisuudet kuin bensiinillä.
- Dieselpolttoainetta pidetään turvallisemmin kuin bensiiniä monissa sovelluksissa.
- Dieselpolttoaine on vähemmän syttyvää kuin bensiini ja se on räjähdysvaarassa.
- Dieselmoottorit ovat immuuneja höyrylukolle, koska dieselpolttoaine ei vapauta suuria määriä palavia höyryjä.
- Dieselmoottorit tuottavat vähemmän jätevirtaa jäähdytyksessä ja pakokaasuissa.
- Dieselmoottorit voivat hyväksyä super- tai turboahdinpaineen ilman luonnollista rajaa. Bensiinimoottorit kärsivät väistämättä räjäytyksestä suuremmalla paineella.
- Dieselmoottoreiden pakokaasu sisältää vähäistä hiilimonoksidia.
- Monet dieselmoottorit voivat helposti käyttää biodieseliä.
Edellä mainittujen syiden vuoksi dieselmoottorit maksavat yleensä enemmän kuin bensiiniautot. Silti paremman mittarilukeman vuoksi kustannukset voivat olla ajan mittaan vertailukelpoisia. Tämä ei kuitenkaan koske ihmisiä, jotka eivät aja autollaan niin paljon ja suuria matkoja. Samalla kun verrataan kustannuksia, on myös pidettävä mielessä, että ajan myötä auton kustannukset heikkenevät eli laskevat.
Lisäksi dieselautot ovat myös ympäristön kannalta parempia, sillä ne tuottavat vähemmän päästöjä kuin bensiinikäyttöiset autot. Tästä johtuen vuodesta 2007 noin 50% kaikista uusien autojen myynnistä Euroopassa on diesel.