柴油机属于扩散燃烧。扩散燃烧时，混合气浓度和燃烧温度的空间分布极不均匀，易产生局部高温缺氧现象，生成炭烟。
汽油机属于预混合燃烧，当空燃比过大时，预制的均质混合气难以进行燃烧，所以汽油机难以稀燃；而柴油机即使过量空气系数较大，由于燃烧区域（油束边缘）的局部空燃比并不会过大，所以燃烧仍能正常进行。

燃烧可分为气相燃烧和固相燃烧。
汽油机、柴油机和CNG发动机都属于气相燃烧。