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提高发动机的热效率理论上是增大压缩比，是因为提高压缩比可以直接提高气缸的最高燃烧压力，活塞是靠燃油燃烧产生的高压来推动的，提高燃烧压力意味着对活塞的推力增大，也就是可以增大发动机的扭矩，通过扭矩的功率的关系可知，在不降低发动机转速极限的情况下，发动机功率也会增加。消耗的燃油不变，发动机功率增加了，也就是发动机的热效率提高了。但这样做不符合实际，易导致爆燃。还有什么其他的方法呢？一是将汽油和醇类等液体燃料通过触媒改质,制成以H2、Co为主要成份的可燃性气体。把这种气体与由化油器形成的混合气混合,能促进燃烧,因此,在采用非常稀薄的混合气的情况下也能稳定地燃烧。作为燃烧稀混合气的一种方法,它既能减少排气中的有害成分,又有利于提高热效率。 

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二是燃料的接触改质 很早以前人们就知道用水蒸气改质法由碳氢化合物制氢。但该反应是吸热反应,必须由外部供给热量。如果利用部分碳氢化合物燃烧的热量,那末就不需要由外部供给热......这样通过改进燃料，也改进了发动机的热效率。 我们还有许多改进热效率的方法，例如使用复合动力的发动机，如欧美等国家正在新型汽车的开发，所要开发的新型汽车与现在的汽车相比，在燃料消耗相同的条件下，至少要提高行驶里程50%，或者减少燃油消耗35%~40%。最有可能实现这一目标的方案就是采用柴油和电动机作为动力的复合技术。所以，复合动力技术也是汽车发动机研究的一个重点。例如使用燃料电池。比如用新型材料制作发动机等。 汽车的发动机在运行过程中，会产生一系列污染环境的气体汽车尾气污染物主要包括：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、烟尘微粒（某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾）、臭气（甲醛等）。据统计，每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg，碳氢化合物200—400kg，氮氧化合物50—150kg；美国洛杉矶市汽车等流动污染源排放的污染物已占大气污染物总量的90%。汽车尾气可谓大气污染的“元凶”。