柴油机排放的污染物主要有硫化物、碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳和颗粒物，它们达到一定浓度时，都会危害人体健康。
硫化物：形成悬浮颗粒物，又称气溶胶, 随着人的呼吸进入肺部, 对肺有直接损伤作用。
碳氢化合物：许多都是有毒的，其中一些碳氢化合物甚至是潜在的致癌物。此外，在强烈阳光照射下，伴随着氮氧化物的存在时，碳氢化合物会发生反应，在近地面生成臭氧，有可能导致光化学烟雾污染。
氮氧化物：可以和空气中的水分、氨以及其他化合物反应，生成含硝酸的细微颗粒物，影响呼吸系统，损害肺组织。
一氧化碳：与人体血液中血红素的亲和力是氧气的210倍，而血红素担负着向人体器官和组织输送氧气的重任。血红素和一氧化碳结合生成一氧化碳血红素即丧失了输送氧气的功能，从而使人体器官和组织的供氧量不足，对心脏病和呼吸系统疾病患者特别有害。
颗粒物：根据其直径大小不同，有总悬浮颗粒物（TSP）、PM10（直径小于10微米）和PM2.5（直径小于2.5微米）之分，后二者也统称为可吸入颗粒物，因为它们可以进入人的呼吸系统，甚至是进入肺脏的最深部，引起或加重哮喘病，急性呼吸系统症状如咳嗽、呼吸困难或呼吸疼痛，以及慢性支气管炎。
国内外大量流行病学研究结果表明，大气PM10浓度每升高10微克/立方米，可能与人群总死亡率升高约0.5％相关；大气二氧化氮浓度每升高10微克/立方米，可能与人群总死亡率升高约1％相关降低柴油机的污染物排放，改善工作环境的空气质量，可以提高工作效率，降低疾病的发生。
