柴油发动机的省油效率较佳、因此可以减少二氧化碳排放，而且柴油发动机在中低转速即可提供高扭力的特性，对于日常的行车能提供较佳的实用性，因此大客车、货车等商用车大多以柴油发动机驱动。但相反的它也具有污染较高的问题——长碳链有机化合物燃烧后易产生主要以碳粒为主的悬浮微粒（SS）与超细悬浮微粒（PM2.5），再加上高温高压下亦产生的氮氧化物（NOx，是光烟雾的主要造成原因）。不过柴油比汽油安定常温不易燃烧的优点，让柴油发动机也被使用于二战的潜水艇。使用高品质（超低硫）的柴油与较新的发动机及污染控制科技可以降低许多污染，但是直到近期的最新科技才能让柴油乘用车符合美国和日本的环保标准。
虽然柴油发动机的废气排放已经有所改善，但本身的制造成本仍然比汽油发动机为高。一般汽油发动机无需跟柴油发动机一样，要有坚固的构造及零件来应付更大的燃烧压力以及更高的压缩比，而且柴油发动机需要添置昂贵的部件（包括涡轮增压器、废气再循环系统、共管式喷射系统、柴油碳微粒滤清器、AdBlue等）才可以减低废气排放；欧洲车辆排气法规以降低碳排放为优先，因此很早就将柴油发动机用于乘用车上，日本以及美国则以抑制有害物质排放为优先，因此直到近期，柴油乘用车的市场占有率才明显上升。但近几年的发展显示，柴油发动机若不加装AdBlue、就无法在维持低氮氧化合物污染的前提下达到如预期中的低油耗[1]，因此欧洲也开始认为乘用车使用柴油发动机的比例也将会下降（可以降低NOx排放的AdBlue对平价乘用车来说成本太高、不愿意加装AdBlue又要降NOx的方法只有增加油耗；许多车厂采取作弊方式，在测试污染时采取低排放高油耗模式、实际行车则采取低油耗高排放模式；因此大型柴油车的实际污染反而比较低——因为大型柴油车辆价格高空间够，都会加装AdBlue）。
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另外，一些车主会拆除微粒滤清器，商用及工程用的中大型柴油车在这方面会比较好管理及处罚，这也成为官方开始反对柴油乘用车的理由。