โดยทั่วไปนั้นไบโอดีเซลจะถูกพิจารณาว่ามี “สภาพเป็นกลางต่อภูมิอากาศ” เนื่องจากก๊าซคาร์บอนได ออกไซด์ที่ถูกปล่อยออกมาในช่วงการใช้นั้นจะถูกแยกออกจากชั้นบรรยากาศในช่วงของการเจริญเติบโตของพืช ความแตกต่างที่เห็นได้ในทันทีคือกลิ่นของก๊าซไอเสียจากเครื่องยนต์ซึ่งมีกลิ่นที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับน้ำมันดีเซลแบบธรรมดา นอกจากนี้ควันที่ปล่อยออกมาก็ยังมีปริมาณที่น้อยกว่าโดยเฉพาะไฮโดรคาร์บอนและคาร์บอนมอนออกไซด์ที่ยังไม่ถูกเผาไหม้ นี่เป็นเพราะว่า 11% ของน้ำหนักของไบโอดีเซลนั้นเป็นออกซิเจนซึ่งเป็นตัวที่ช่วยการเผาไหม้ นอกจากนี้ค่าดัชนีซีเธนของไบโอดีเซลที่สูงกว่านั้นจะช่วยทำความสะอาดอณุภาคของไอเสียเมื่อเทียบกับน้ำมันดีเซลและยังเชื้อเพลิงที่มีส่วนประกอบของออกซิเจนเช่นไบโอดีเซลนั้นมีแนวโน้มที่จะเพิ่มไนโตรเจนออกไซด์ในไอเสีย

ในการเผาไหม้ไบโอดีเซลนั้นจะมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ในปริมาณเท่าๆกับที่พืชดูดซับเข้าไปเพื่อการเจริญเติบโตผ่านกระบวนการการสังเคราะห์แสง (ระบบหมุนเวียน CO2 แบบปิด) ในขณะที่การผลิตน้ำมันดีเซลนั้นคาร์บอนซึ่งถูกแยกออกมาจากเปลือกโลกนั้นจะถูกเติมเข้าไป ดังนั้น ไบโอดีเซลจะช่วยลดไอเสีย ของคาร์บอนมอนออกไซด์ (CO) ได้ประมาณ 50% และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ประมาณ 78% ของวงจรโดยรวม นอกจากนี้ถึงแม้ว่าของเสียเช่นน้ำมันสีเหลืองซึ่งมีความขัดแย้งกับน้ำมันจากพืชผักจะถูกนำมาใช้งานก็ตามแต่ปริมาณ CO2 นั้นก็ยังมีปริมาณที่ต่ำกว่า

ไบโอดีเซลจะมี ไฮโดรคาร์บอนน้อยกว่า (เบนโซฟลูออแรนเธนน้อยกว่า 56% และเบนโซไพรีนน้อยกว่า 71%) แต่เนื่องจากการที่มีองค์ประกอบของออกซิเจนทำให้ไบโอดีเซลสามารถผลิต ไอเสียไนโตรเจนออกไซด์มากกว่า น้ำมันดีเซลมาตรฐาน ออกไซด์ของไนโตรเจนและไฮโดรคาร์บอนจะเป็น สารตั้งต้นของโอโซน ซึ่งทำให้เกิดคำถามว่าการใช้ไบโอดีเซลนั้นจะช่วยเพิ่มหรือช่วยลดระดับของโอโซนซึ่งอยุ่ในระหว่างการวิจัยอยู่ในขณะนี้ อย่างไรก็ตามในปัจจุบันนี้มีการใช้สารเติมต่างๆซึ่งจะช่วยป้องกันการเพิ่มขึ้นของไอเสียไนโตรเจนออกไซด์

เมื่อเทียบกับดีเซลที่มีกำมะถันน้อยนั้นไบโอดีเซลจะสามารถลดไอเสียในส่วนที่เป็นอนุภาคของรถยนต์ด้วยการกรองได้มากถึง 20% ไอเสียในส่วนที่เป็นอนุภาคนั้นจะถูกลดลงถึง 50% เมื่อเทียบกับดีเซลจากซากพืชซากสัตว์

ไบโอดีเซลนั้นแทบจะไม่มีส่วนประกอบที่เป็นกำมะถัน (< 0.001%) ในช่วงการเผาไหม้นั้นจะมีไอเสียของกำมะถันน้อยกว่าน้ำมันดีเซลถึง 90%