它们的点火方式不同。汽油机是采用火花塞点火的，点火方式比较简单，通过火花塞点燃混合气来使汽缸内发生爆炸，从而推动活塞工作。而柴油机的点火方式是利用高压喷油器将燃油喷入高温高压气体中，使燃料自燃，从而推动活塞工作。
它们的燃油不同。汽油机使用汽油作为燃料，柴油机使用柴油作为燃料。由于燃料的不同，它们的燃烧方式也不同。汽油机的燃烧速度比柴油机快，燃烧产生的温度和压力也比柴油机低，因此功率和扭矩相对较小。而柴油机的燃烧速度慢，燃烧产生的温度和压力高，因此功率和扭矩相对较大。
它们的发动机结构也有所不同。汽油机的结构比较简单，一般只有进气道、燃油喷射器、火花塞、排气道等几个部分。而柴油机的结构较为复杂，除了基本的进气道、排气道、高压喷油器以外，还需要增压器、冷却系统、润滑系统等辅助系统。
它们的启动方式也不同。汽油机启动起来比较容易，只需要轻轻一拧钥匙就可以启动。而柴油机启动比较困难，需要先启动电池，然后通过起动机使柴油机启动。