Motoarele diesel oferă câteva avantaje semnificative de combustibil față de motoarele pe benzină, manifestate în primul rând prin economie de combustibil mai mare, densitate mai mare de energie și eficiență superioară a combustiei.
Economie superioară de combustibil: motoarele diesel ating, în general, o eficiență termică mai mare decât motoarele pe benzină. Motoarele diesel moderne pot atinge eficiențe termice de 35% până la 45%, în timp ce motoarele pe benzină funcționează de obicei între 30% și 40%. Acest lucru permite vehiculelor diesel să consume mai puțin combustibil în condiții identice de condus, rezultând costuri de operare mai mici.
Densitate mai mare de energie: motorina are o densitate mai mare (aproximativ 0,83–0,855 g/ml) decât benzina (aproximativ 0,725 g/ml). În plus, o unitate de volum de motorină conține aproximativ de 1,2 ori energia benzinei. Aceasta înseamnă că umplerea aceluiași volum cu motorină permite unui vehicul să parcurgă o distanță mai mare.
Eficiență superioară a arderii: motoarele diesel utilizează aprinderea prin compresie, funcționând cu aer în exces constant-obținând raporturi de aer-combustibil care depășesc 20:1 pentru o ardere mai completă. În plus, sistemele de combustibil controlate electronic, cum ar fi rampa comună de-înaltă presiune, reglează cu precizie volumul și timpul de injecție, îmbunătățind și mai mult utilizarea combustibilului, reducând în același timp consumul și emisiile.