柴油发电机CO和HC的排放量相对于汽油发电机来说要少的多，NOx与汽油发电机在同一数量级，而微粒和碳烟的排放要比汽油发电机大几十倍甚至更多。因此，柴油发电机的排放控制，重点是NOx与微粒，其次是HC。
降低微粒和碳烟排放与改善柴油发电机燃烧过程是完全一致的，不过NOx排放往往与之矛盾，这就为柴油发电机的排放控制造成了特殊的困难。由于汽油发电机排放的NOx可以通过三效催化剂或稀燃来解决，而柴油发电机排气中富氧条件下的NOx催化剂尚在研究开发中，目前尚无成功的催化剂可用，如何在保持柴油发电机良好性能的同时减少NOx的生成，是目前面临的重大技术挑战。
柴油发电机造成污染物排放的根本原因在于燃油与空气混合不好。发电机运转时，平均过量空气系数α一般都在1.3以上，如果达到理想的混合，碳烟是不可能生成的，NOx的生成也不会很多。但混合不好导致局部缺氧，使碳烟大量生成。同时存在很多α=1.0-1.1的高NOx生成区。所以，柴油发电机的排放控制要围绕改善油气混合这一中心任务，防止局部α超过0.9（这有利于NOx的生成）和低于0.6（这有利于碳烟的生成），做到油、气、室（燃烧室）三者的匹配，这是降低柴油发电机排放最为常见和治本的措施。
