柴油發電機之所以比汽油發電機更節能，主要原因在于柴油的熱效率比汽油高，柴油的熱量高，使得在作功沖程中燃燒同樣質量的體積能放出更多的能量，做更多的功。此外，柴油不易揮發，具有較大的燃點和更高的壓縮比，這使得柴油發動機比汽油發動機更省油。  柴油機的能量轉換率也比汽油機高，能耗大約是汽油機的45%到60%。這些因素共同作用，使得柴油發電機通常比汽油發電機具有更高的熱效率，能夠使用相同數量的燃料產生更多的電力輸出。
  具體來說，柴油發電機的熱效率通常比汽油發電機高出約30%，這意味著在節約能源和降低燃料成本方面，柴油發電機具有顯著優勢。柴油發電機的燃油效率高，因為它們具有更高的壓縮比，能夠從相同數量的燃料中提取更多的能量。此外，柴油發動機的設計轉速低于汽油發動機，這使其在較低的轉速下具有較高的扭矩輸出，從而在不消耗更多燃料的情況下產生更多動力。