Generellt sett är dieselmotorer mer bränslesnåla än bensinmotorer, särskilt för större fordon som lastbilar och bussar. Detta beror på att dieselmotorer arbetar med högre kompressionsförhållanden och använder kompressionständningsprocessen, vilket resulterar i bättre bränslekonverteringseffektivitet. Dessutom har dieselmotorer ofta turboladdare och laddluftkylare som förbättrar motorns effektivitet genom att öka luftdensiteten och minska bränsleförbrukningen.
I genomsnitt kan dieselmotorer uppnå bränsleeffektivitet i intervallet 25 till 35 mpg (10,6 till 14,7 km/l) för personbilar och 5 till 10 mpg (2,1 till 4,3 km/l) för tunga fordon. Dessa värden kan dock variera avsevärt beroende på det specifika fordonet och driftsförhållandena.
Det är värt att notera att även om dieselmotorer är kända för sin bränsleeffektivitet, producerar de också högre nivåer av partiklar (PM) och kväveoxider (NOx) jämfört med bensinmotorer. Dessa utsläpp kan ha negativa effekter på luftkvaliteten och folkhälsan, särskilt i stadsområden. För att mildra dessa miljöproblem är moderna dieselmotorer utrustade med utsläppskontrollsystem som dieselpartikelfilter (DPF) och system för selektiv katalytisk reduktion (SCR) för att minska skadliga utsläpp.
Sammantaget beror dieselförbrukningen för en motor på olika faktorer, men dieselmotorer erbjuder generellt bättre bränsleeffektivitet jämfört med bensinmotorer, särskilt för större fordon och applikationer som kräver högt vridmoment.