柴油發電機CO和HC的排放量相對于汽油發電機來說要少的多，NOx與汽油發電機在同一數量級，而微粒和碳煙的排放要比汽油發電機大幾十倍甚至更多。因此，柴油發電機的排放控制，重點是NOx與微粒，其次是HC。

降低微粒和碳煙排放與改善柴油發電機燃燒過程是完全一致的，不過NOx排放往往與之矛盾，這就為柴油發電機的排放控制造成了特殊的困難。由于汽油發電機排放的NOx可以通過三效催化劑或稀燃來解決，而柴油發電機排氣中富氧條件下的NOx催化劑尚在研究開發中，目前尚無成功的催化劑可用，如何在保持柴油發電機良好性能的同時減少NOx的生成，是目前面臨的重大技術挑戰。

柴油發電機造成污染物排放的根本原因在于燃油與空氣混合不好。發電機運轉時，平均過量空氣系數α一般都在1.3以上，如果達到理想的混合，碳煙是不可能生成的，NOx的生成也不會很多。但混合不好導致局部缺氧，使碳煙大量生成。同時存在很多α=1.0-1.1的高NOx生成區。所以，柴油發電機的排放控制要圍繞改善油氣混合這一中心任務，防止局部α超過0.9（這有利于NOx的生成）和低于0.6（這有利于碳煙的生成），做到油、氣、室（燃燒室）三者的匹配，這是降低柴油發電機排放最為常見和治本的措施。