首先，两种发动机对机油性能需求不同。
汽油机和柴油机虽然同样在高温、高压、高速和高负荷条件下工作，但两者仍有较大的区别。汽油机相比柴油机体积要小很多，燃烧过程中会产生大量的油泥，这就对机油的分散性能提出了更高的要求，避免阻塞机滤。而柴油机比汽油机体积大很多，在燃烧过程中会形成大量的积碳，这就对机油的清洁性能有更高的要求，以便能够把积碳快速的清洗下来，保证柴油发动机的正常运转。
另外，柴油机的压缩比是汽油机的2倍多，其主要零件受到高温、高压、冲击要比汽油机大得多，所以对机油的抗腐、抗氧化和高温剪切的要求就更高。而由于汽机油没有这么高的抗腐要求，如果将其加入柴油机，轴瓦在使用中就容易出现斑点、麻坑，甚至成片剥落的不良后果，机油也会很快变脏，并导致烧瓦抱轴事故发生。
另外，两种机油粘度和添加剂配方不同。
因为性能需求有所不同，所以汽机油和柴机油在粘度和添加剂配方上也有所不同。一般来说，汽油机负荷较小，各部间隙配合较为精密，对于机油粘度的要求没有柴油机高，所以粘度级别相同的柴机油要比汽机油粘度高。
从总体上看，汽油机油和柴油机油都是基础油+添加剂调配而成，两者在配方上相似，一些不明真理的人将汽机油和柴机油混用，其结果是损伤发动机。汽油机油和柴油机油是不能代用、混用的，在配比和调和上是依据汽油发动机和柴油发动机的构造和工作环境作为支撑的，下面来看看具体区别。
粘度区别
一般来说，粘度级别相同的柴油机油要比汽油机油粘度高。如果将同粘度级别的柴油机油用在了汽油发动机里，会产生以下几个问题：
1、引起发动机温度过高：柴油机油的粘度大于汽油机油，摩擦较大，引起发动机升温，而温度升高会加速油变质，机油寿命就要减半。
2、增加低温启动的磨损：机油粘度过大，发动机低温启动时上油太慢，尤其是在严寒气候影响更大。此时油压虽然高，但油的泵送性能差，会出现干摩擦情况，而干摩擦是发动机磨损的主要原因。
添加剂有区别
同样体积的柴油机油含有的添加剂更多：为什么呢？因为柴油机在燃烧中产生的烟怠重、燃烧副产物更多，这时就要求更多的清洁分散剂，这种添加剂有多方面的作用，但是主要的作用有两个：对酸进行中和、清洁发动机内部。
柴油机油更多的抗氧化剂：燃料上柴油的含硫量比汽油大，硫燃烧后会产生硫酸和亚硫酸，连同高温高压废气一道窜入油底壳内，更多的添加剂防止机油过快的失效。若有酸性气体窜入，可起到一定的中和作用，而汽油机油在这方面则没有如此严格的要求。
柴油机的压缩比是汽油机的2倍多，零部件受到高温、高压、冲击要比汽油机大得多，因而有些零部件的制作材料有所不同，不同的材料抗腐性不一样，最终导致抗腐蚀添加剂的用量也不一样！
排气和催化式排气净化系统
柴油机和汽油机的催化式排气净化器不同。柴油机油里加入了更多的抗磨剂，一般是ZDDP，因此柴油发动机的排放物对净化器有更高要求，柴油机的净化器进行了专门的处理来应对这个问题。如果把柴油机油用在汽油机上，会给汽油机的排气净化器带来问题。
如何分辨汽油机油和柴油机油
如果包装上只标有API S*（*代表一个英文字母）的是汽油车用的汽油机油。如果包装上只标有API C*（*代表一个英文字母）的是柴油车用的柴油机油。若包装上标有API S*/C*或C*/S*，是适用于混合车队的柴汽油两用机油，一般来说：S在前的更适合汽油车，C在前面的更适合柴油车。
