汽油发动机的效率通常落在百分之八十至百分之九十的范围内。这是通过计算发动机有效功率的热当量与单位时间内消耗的燃料热含量之间的比率来确定的，该指标用于评估发动机作为热机的经济性。从能量转换的角度来看，电能转化为动能的效率最高，可达到百分之百，且这一过程中不产生非准静态损失，如摩擦损失。然而，目前汽油发动机的效率大约是电动机效率的四分之一到五分之一，即百分之二十。若机械效率为0.85，汽油机的有效热效率大致在百分之二十至百分之三十五之间。相比之下，柴油机的有效热效率位于百分之三十五至百分之四十三的范围内。有多种因素影响汽油发动机的效率，其中包括燃烧室和气缸之间的漏气问题、燃烧室容积的变化（例如因更换加厚气缸垫引起）、进气效率问题（如空气滤清器堵塞、增压器卡死、排气不畅、气门凸轮磨损、气门正时紊乱、进气管漏气以及柴油机冷却不良导致的进气加热等），以及喷油和混合效率问题（例如喷油器积碳、机油泵柱塞磨损、喷油器压力下降和喷油正时不准确等）。
