柴油发电机之所以比汽油发电机更节能，主要原因在于柴油的热效率比汽油高，柴油的热量高，使得在作功冲程中燃烧同样质量的体积能放出更多的能量，做更多的功。此外，柴油不易挥发，具有较大的燃点和更高的压缩比，这使得柴油发动机比汽油发动机更省油。 柴油机的能量转换率也比汽油机高，能耗大约是汽油机的45%到60%。这些因素共同作用，使得柴油发电机通常比汽油发电机具有更高的热效率，能够使用相同数量的燃料产生更多的电力输出。
具体来说，柴油发电机的热效率通常比汽油发电机高出约30%，这意味着在节约能源和降低燃料成本方面，柴油发电机具有显著优势。柴油发电机的燃油效率高，因为它们具有更高的压缩比，能够从相同数量的燃料中提取更多的能量。此外，柴油发动机的设计转速低于汽油发动机，这使其在较低的转速下具有较高的扭矩输出，从而在不消耗更多燃料的情况下产生更多动力。