La consommation de carburant mesure la distance qu'un véhicule peut parcourir avec une quantité donnée de carburant. Aux États-Unis, elle est exprimée en miles par gallon (mpg). Dans la plupart des autres pays, elle est exprimée en litres aux 100 kilomètres (l/100 km), une valeur plus basse étant préférable. La relation entre ces deux unités n'est pas linéaire. Une voiture consommant 30 mpg (miles par gallon) utilise 7,8 litres aux 100 km. Une voiture consommant 15 mpg (miles par gallon) utilise 15,7 litres aux 100 km.

La consommation de carburant dépend de nombreux facteurs. La conception du moteur, le poids du véhicule, l'aérodynamisme, la résistance au roulement des pneus et le rendement de la transmission sont autant d'éléments importants. Les habitudes de conduite ont également leur importance. Les accélérations brusques, les vitesses élevées et le ralenti prolongé entraînent un gaspillage de carburant. Maintenir une pression de pneus adéquate et retirer les barres de toit améliorent la consommation. Il en va de même pour la planification des itinéraires afin d'éviter les embouteillages.

Les normes CAFE (Corporate Average Fuel Economy) fixent des exigences minimales d'efficacité énergétique pour les constructeurs automobiles aux États-Unis. Ces normes ont été renforcées au fil du temps, incitant les constructeurs à fabriquer des véhicules plus économes. Les véhicules électriques sont comptabilisés différemment et leur efficacité est mesurée en miles par gallon équivalent (MPGe). Un véhicule électrique typique affiche une consommation supérieure à 100 MPGe.

L'efficacité énergétique et la consommation de carburant sont deux notions différentes, bien que ces termes soient souvent utilisés indifféremment. L'efficacité est une mesure technique de la conversion du carburant en mouvement. La consommation, quant à elle, correspond au résultat concret. Ces deux aspects ont une incidence sur le coût et les émissions.