Dzinēja efektivitāte attiecas uz dzinēja spēju pārveidot pieejamo enerģiju no degvielas lietderīgā darba jaudā. Mūsdienu benzīna iekšdedzes dzinējs darbojas ar vidēji 20 līdz 30 procentu dzinēja efektivitāti. Atlikušie 70 līdz 80 procenti no benzīna siltumenerģijas tiek izvadīti no dzinēja kā izplūdes siltums, mehāniskā skaņas enerģija vai berzes zudumi. Tukšgaitā dzinēja efektivitāte ir nulle, jo dzinējs nekustina transportlīdzekli un darbojas tikai ar piederumiem, piemēram, ūdens sūkni un ģeneratoru.
Dīzeļdzinēji ir nedaudz efektīvāki. Dīzeļdzinējs izmanto augstu kompresiju, lai aizdedzinātu degvielu. Šī augstāka kompresija kompensē dzinēja siltumu, kas aplaupa parazītu zudumus, un nodrošina aptuveni 40 procentu dzinēja efektivitāti no tukšgaitas līdz gandrīz 2,000 apgriezieniem minūtē. Šo dzinēja efektivitāti novēro tikai tiešās iesmidzināšanas dīzeļdzinēji.
Dzinēja kompresijas pakāpe ietekmēs tā spēju darboties. Tas daļēji ir saistīts ar dzinēja spēju pārvērst aizdedzes procesa siltumu darbā, kas ražo enerģiju. Tipisks benzīna automobiļu dzinējs darbojas ne vairāk kā 10:1 kompresijas proporcijā. Un otrādi, tipiskais dīzeļdzinējs var darboties ar kompresijas attiecību pat 25:1. Jo augstāka kompresijas pakāpe, jo labāka ir kopējā dzinēja efektivitāte.
Skābekļa daudzums, ko dzinējs spēj uzņemt, tieši ietekmē tā spēju darboties efektīvāk. Tas ir iemesls slāpekļa oksīda ievadīšanai benzīna dzinēja degvielas sistēmā. Slāpekļa oksīds degvielai pievieno skābekļa molekulas, ļaujot sadedzināt vairāk degvielas sadegšanas kamerā. Šāda pievienotās degvielas sadedzināšana ļauj dzinējam darboties efektīvāk.
Degvielas veids arī tieši ietekmē dzinēja efektivitātes rādītāju. Benzīns ar augstāku oktānskaitli ļaus dzinējam darboties ar augstāku kompresijas pakāpi. Tas savukārt rada lielāku dzinēja efektivitāti. Degvielas, piemēram, nitrometāns, ražo skābekli, tādējādi radot daudz vairāk jaudas, ļaujot dzinējā sadedzināt vairāk degvielas.
Daži dzinēji ir pat mazāk efektīvi. Piemēram, virzuļ-tvaika dzinējs darbojas ar aptuveni 8 procentu dzinēja efektivitāti. Tas bija galvenais faktors ar tvaiku darbināmās lokomotīves bojāeju. No otras puses, tvaika turbīnas darbojas ar efektivitātes līmeni, kas ir vienāds ar dīzeļdzinēja efektivitāti vai pārsniedz to. Tāpēc tvaika turbīna tiek izmantota elektroenerģijas ražošanas iekārtās. Gāzes turbīnas dzinējs ir visefektīvākais no visiem dzinējiem, ja to darbina ar pilnu jaudu. Tos izmanto, lai ražotu elektroenerģiju intensīvas izmantošanas periodos, un tie tiek izslēgti pēc tam, kad ir apmierināta papildu vajadzība.