Dieselmotorer tilbyr flere betydelige drivstofffordeler i forhold til bensinmotorer, først og fremst manifestert i høyere drivstofføkonomi, større energitetthet og overlegen forbrenningseffektivitet.
Overlegen drivstofføkonomi: Dieselmotorer oppnår generelt høyere termisk effektivitet enn bensinmotorer. Moderne dieselmotorer kan nå termisk effektivitet på 35 % til 45 %, mens bensinmotorer vanligvis opererer mellom 30 % og 40 %. Dette gjør det mulig for dieselbiler å bruke mindre drivstoff under identiske kjøreforhold, noe som resulterer i lavere driftskostnader.
Høyere energitetthet: Diesel har en høyere tetthet (omtrent 0,83–0,855 g/ml) enn bensin (omtrent 0,725 g/ml). I tillegg inneholder en enhetsvolum diesel omtrent 1,2 ganger energien til bensin. Dette betyr at å fylle samme volum med diesel gjør at et kjøretøy kan kjøre lengre avstand.
Overlegen forbrenningseffektivitet: Dieselmotorer bruker kompresjonstenning, fungerer med konsekvent overflødig luft-og oppnår luft-drivstoffforhold som overstiger 20:1 for mer fullstendig forbrenning. I tillegg regulerer elektronisk kontrollerte drivstoffsystemer som høytrykks common rail nøyaktig injeksjonsvolum og timing, noe som forbedrer drivstoffutnyttelsen ytterligere samtidig som forbruk og utslipp reduseres.