Peamine erinevus: bensiinimootor on süüteküünla sisepõlemismootor. Nagu nimigi ütleb, töötab see bensiinil, mida nimetatakse ka bensiiniks. Seega on bensiinimootor tuntud ka bensiinimootorina, eriti Põhja-Ameerikas. Diiselmootor on diiselmootoriga sisepõlemismootor. Seda tuntakse ka diiselmootorina. Diiselmootori puhul surutakse ainult õhk kokku ja kütust süstitakse survetakti lõpus väga kuuma õhku. Süüte käivitamiseks kasutab mootor kompressiooni soojust. Seega on diiselmootor isesüttiv.

Bensiinimootor on süütesüütega sisepõlemismootor. Nagu nimigi ütleb, töötab see bensiinil, mida nimetatakse ka bensiiniks. Seega on bensiinimootor tuntud ka bensiinimootorina, eriti Põhja-Ameerikas. Bensiinimootor leiutati esmakordselt Euroopas 1876. aastal. Pärast seda vabastati mitu erinevat mudelit.
Enamikus bensiinimootorites segatakse kütus ja õhk tavaliselt enne kokkusurumist. Siiski kasutavad mõned kaasaegsed bensiinimootorid silindrit otseselt bensiini. Eelsegamine toimub elektrooniliselt juhitava kütuse sissepritse abil, välja arvatud väikestes mootorites. Seejärel kasutatakse süüteküünalt põlemisprotsessi käivitamiseks.
Diiselmootor on diiselmootoriga sisepõlemismootor. Seda tuntakse ka diiselmootorina. Diiselmootori puhul surutakse ainult õhk kokku ja kütust süstitakse survetakti lõpus väga kuuma õhku. Süüte käivitamiseks kasutab mootor kompressiooni soojust. Seega on diiselmootor isesüttiv. Süütamisprotsess hõlmab põlemiskambrisse süstitud kütuse põletamist. Diiselmootorit arendas esmakordselt Saksa leiutaja Rudolf Diesel 1893. aastal. Kuid diiselmootorit ei kasutatud autos enne 1930. aastat. Siiski ei saanud diiselmootoriga autod populaarseks alles 1970ndatel aastatel.
Võrreldes teiste sisepõlemismootoritega, on diiselmootoril kõrgeim termiline efektiivsus. See on tingitud peamiselt mootori suurest tihendusastmest. On kaks peamist tüüpi diiselmootoreid: kahetaktiline ja neljataktiline mootor. Kahetaktiline, kahetsükliline või kahetsükliline mootor on sisepõlemismootori tüüp, mis lõpeb võimsustsükli ainult ühes väntvõlli pöördes ja kahe löögiga, st kolvi üles- ja allapoole liikumisega. Võrreldes on neljataktiline mootor või neljatsükliline mootor sisepõlemismootor, mis lõpetab mootori väntvõlli kahe eraldi pöörde ja ühe termodünaamilise tsükli käigus nelja eraldi käigu. Neli lööki hõlmavad sisselülitamist, kokkusurumist, võimsust ja heitgaasi.

Diiselmootoritel on teiste sisepõlemismootoritega võrreldes erinevad eelised, sealhulgas:
- Samamoodi tööd teevad nad vähem kütust kui bensiinimootor.
- Nad saavad muuta üle 45% kütuse energiast mehaaniliseks energiaks, samas kui bensiinimootorid saavad konverteerida ainult 30%. Selle tulemuseks on parem läbisõit.
- Kõrge pinge elektrisüütesüsteemi puudumise tõttu on neil kõrge töökindlus ja kergesti kohandatav niiskesse keskkonda.
- Neil ei ole rullid, süüteküünla juhtmed jne. Nende raadiosagedusheited võivad häirida navigatsiooni- ja sideseadmeid.
- Diiselmootori eluiga on üldiselt umbes kaks korda pikem kui bensiinimootoril.
- Diiselmootori loomiseks kasutatavad osad on tugevamad.
- Diislikütusel on paremad määrdeained kui bensiinil.
- Diislikütust peetakse paljudes rakendustes bensiini ohutumaks.
- Diislikütus on vähem tuleohtlik kui bensiin ja on plahvatusohtlik.
- Diiselmootorid on immuunsed aurukindlale, sest diislikütus ei vabasta suurt hulka tuleohtlikke aure.
- Diiselmootorid tekitavad jahutus- ja heitgaaside heitkoguseid vähem.
- Diiselmootorid võivad vastu võtta super- või turbolaadimisrõhku ilma loomuliku piirita. Bensiinimootorid kannatavad paratamatult kõrgema rõhu all.
- Diiselmootorite heitgaas sisaldab minimaalset süsinikmonooksiidi.
- Paljud diiselmootorid töötavad biodiislikütusega kergesti.
Kuid eespool nimetatud põhjustel kipuvad diiselmootorid maksma rohkem kui bensiinimootoriga autod. Parema läbisõidu tõttu võivad kulud siiski olla aja jooksul võrreldavad. See ei kehti aga inimeste puhul, kes ei sõida oma autosid nii palju ja kaugel. Samal ajal, kui võrrelda kulusid, tuleb meeles pidada ka seda, et aja jooksul väheneb auto maksumus, st väheneb.
Lisaks sellele on diiselmootoriga autod ka keskkonnale paremad, sest need tekitavad vähem heitkoguseid kui bensiinimootoriga autod. Sellest tulenevalt on alates 2007. aastast umbes 50% kõigist uutest autode müügist Euroopas diisel.