Mootori efektiivsus viitab mootori võimele muuta kütusest saadav energia kasulikuks tööjõuks. Kaasaegne bensiinipõlemismootor töötab keskmiselt 20–30-protsendilise mootori efektiivsusega. Ülejäänud 70–80 protsenti bensiini soojusenergiast väljutatakse mootorist kas heitgaaside soojuse, mehaanilise helienergia või hõõrdekao kujul. Tühikäigul on mootori kasutegur null, kuna mootor ei liiguta sõidukit ja töötab ainult lisaseadmetega, nagu veepump ja generaator.
Diiselmootorid on veidi tõhusamad. Diiselmootor kasutab kütuse süütamiseks suurt survet. See suurem kokkusurumine kompenseerib mootorite soojuse röövimise parasiitkadu ja annab mootori efektiivsuse ligikaudu 40% tühikäigust kuni 2,000 pöördeni minutis. Seda mootori efektiivsust jälgivad ainult otsesissepritsega diiselmootorid.
Mootori surveaste mõjutab selle tõhusust. See on osaliselt tingitud mootori võimest muundada süüteprotsessist saadav soojus energiat tootvaks tööks. Tüüpiline bensiinimootor töötab mitte rohkem kui 10:1 survesuhtega. Tüüpiline diiselmootor võib vastupidi töötada nii suure survesuhtega kui 25:1. Mida kõrgem on surveaste, seda parem on mootori üldine kasutegur.
Hapniku kogus, mida mootor on võimeline neelama, mõjutab otseselt selle võimet töötada tõhusamalt. See on põhjus dilämmastikoksiidi lisamiseks bensiinimootori kütusesüsteemi. Dilämmastikoksiid lisab kütusesse hapniku molekule, võimaldades põlemiskambris rohkem kütust põletada. See lisatud kütuse põletamine võimaldab mootoril tõhusamalt töötada.
Kütusetüüp mõjutab otseselt ka mootori efektiivsust. Kõrgema oktaanarvuga bensiin võimaldab mootoril töötada suurema surveastmega. See omakorda suurendab mootori efektiivsust. Kütused, nagu nitrometaan, toodavad hapnikku, luues seeläbi palju rohkem võimsust, võimaldades mootoris rohkem kütust põletada.
Mõned mootorid on veelgi vähem tõhusad. Näiteks kolb-aurumootor töötab umbes 8-protsendilise mootori efektiivsusega. See oli aurumootoriga veduri hävimise peamine tegur. Auruturbiinid seevastu töötavad diiselmootoriga võrdsel või kõrgemal efektiivsustasemel. Seetõttu kasutatakse auruturbiini elektrit tootvates jaamades. Gaasiturbiinmootor on täisvõimsusel töötades mootoritest kõige tõhusam. Neid kasutatakse elektri tootmiseks suure kasutusega perioodidel ja suletakse pärast lisavajaduse rahuldamist.