柴油机将柴油喷入气缸，与空气混和燃烧，将蕴藏在柴油中化学能转化为机械能，同时排出残余的废气，废气成分中包含着几种对人体和环境有害的物质。它的主要成分为：一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）、二氧化硫（SO2）、碳烟颗粒物质、醛类物质等。
在燃烧不充分的情况下, 废气中生成一氧化碳（CO）, 碳氢化合物（HC）和醛类物质, 引擎润滑油是碳氢化合物的一个重要来源.。其中一氧化碳对人体的危害最大，当人们吸入含有一氧化碳的气体时，就会导致人体的部分组织缺氧, 会引起人员头痛, 眩晕和乏力，严重时能致人死亡。碳氢化合物和醛类物质能刺激人的眼睛并造成呼吸困难，碳氢化合物和醛类物质也是柴油臭味中的主要构成物质. 作为烟雾的主要组成部分, 碳氢化合物还对环境造成很大危害。
氮氧化合物(NOx)生成于气缸中的高温高压条件之下, 其主要成分为一氧化氮和少部分的氧化氮, 氧化氮是剧毒物质. 由予氮氧化合物(NOx) 在烟雾中大量存在, 以经成为一个严重的环境问题, 引起了公众的严重关切。
由于柴油中含有硫而产生二氧化硫（SO2）, 其在废气中的浓度取决予柴油中硫的含量。 二氧化硫（SO2）是一种特别具有刺激性气味的无色有毒气体, 它进一步氧化成三氧化硫, 成为硫酸的半成品. 三氧化硫很容易形成硫酸盐微粒排出气缸.各种氧化硫是形成天降酸雨的主要原因, 对环境造成深远的破坏作用。我国目前还没有专门的车用柴油标准，柴油中含硫量较高，这种危害不可小视。不过我国目前正在制定的车用柴油标准将会在今年年底出台，预计在2003年末或2004年初开始实施。据悉，此车用柴油标准将等效采用欧盟 EN590－1998《车用柴油标准》，可使柴油车的排放达到欧洲Ⅱ号标准。规定今后城市车用柴油的硫含量将不大于0.05％。
碳烟颗粒物质为一种固体和流体的复杂聚合体, 它最初是由气缸内燃烧生成的碳微粒, 进一步组成大量烧结物的同时结合了几种其它物质, 其中包含有机物和无机物, 成为柴油废气的组成部分。总的来说, 碳烟颗粒物质由三种基本物质组成：固体物质即干碳微粒，俗成黑烟；吸附凝结了大量碳氢化合物的碳微粒；SO4 硫酸盐物质即硫酸水合物。
