发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。发动机的性能指标主要有：动力性指标、经济性指标、环境指标、可靠性指标和耐久性指标。
发动机对外输出的转矩称为有效
转矩，单位一般是N·m，发动机工作时，有效转矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。
发动机通过飞轮对外输出的功率称为
有效功率，单位为kW。它等于发动机的有效转矩与曲轴角速度的乘积。有效功率可以利用测功机在发动机试验台架上测出，实际测量时一般直接测量发动机在某一转速下的输出转矩和相应的转速，然后通过计算得到输出功率。
功率在标定工况下，发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。
升功率是从发动机有效功率的角度对其气缸工作容积的利用率作总的评价，它与平均有效压力和转速的乘积成正比。升功率越大，发动机的强化程度越高，发出一定有效功率的发动机尺寸越小。升功率是评定发动机动力性能和强化程度的重要指标之一。
发动机经济性指标一般用有效燃油消耗率表示。发动机每输出1kW·h的有效功所消耗的燃油量(以g为单位)称为有效燃油消耗率.
环境指标主要指发动机排气品质和噪声水平。由于它关系到人类的健康及其赖以生存的环境，因此各国政府都制定出严格的控制法规，以期削减发动机排气和噪声对环境的污染。当前，排放指标和噪声水平已成为发动机的重要性能指标。
排放指标主要是指从发动机油箱、
曲轴箱排出的气体和从
汽缸排出的废气中所含的有害排放物的量。对汽油机来说主要是废气中的
一氧化碳(CO)和
碳氢化合物(HC)含量；对柴油机来说主要是废气中的
氮氧化物(NOx)和
颗粒(PM)含量。
噪声是指对人的健康造成不良影响及对学习、工作和休息等正常活动发生干扰的声音。由于汽车是城市中的主要噪声源之一，而发动机又是汽车的主要噪声源，因此控制发动机的噪声就显得十分重要。如我国的噪声标准(GB/T 18697—2002)中规定，轿车的噪声不得大于79dB(A)。
可靠性指标是表征发动机在规定的使用条件下，在规定的时间内，正常持续工作能力的指标。可靠性有多种评价方法，如首次故障行驶里程、平均故障间隔里程等。耐久性指标是指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。