La relación ideal de aire y combustible en un motor de gasolina es de 14,7 kg de aire por 1 kg de combustible. Esta se denomina “mezcla estequiométrica”. L cantidad de aire introducida en la combustión se corresponde exactamente con la necesidad teórica de aire.
Esta proporción ideal de aire y combustible se designa con la letra griega lambda (λ). Sólo con esta proporción está garantizada la combustión completa y puede el catalizador convertir prácticamente la totalidad de los gases de escape nocivos en gases inocuos para el medio ambiente. El valor de Lambda es 1.
En la actualidad casi todos los motores de gasolina de ciclo Otto funcionan con esta mezcla. Con otros tipos de combustible, la relación aire-combustible es diferente. En este caso, la mezcla o proporción estequiométrica es 14,7 gramos de aire por cada gramo de carburante. En el caso del etanol, la relación estequiométrica es 6,7 a 1. Si hay exceso de aire se dice que es una mezcla pobre. Si, por el contrario, hay defecto de aire, entonces es una mezcla rica.
Un motor Diesel trabaja normalmente con mezcla pobre (salvo a plena carga), porque el proceso de combustión del gasóleo no requiere una mezcla estequiométrica o rica para que se produzca adecuadamente.
En un motor de gasolina, en cambio, una mezcla pobre resulta muy difícil de quemar. Por esta razón, y por el funcionamiento del catalizador de tres vías que tienen los motores de gasolina, la mezcla es siempre 14,7 a 1 (lambda= 1) o ligeramente rica a plena carga.
La excepción son los llamados motores de mezcla pobre, que pueden trabajar hasta con proporciones aire-combustible de hasta 50 a 1 gracias a la inyección directa. Han existido motores de mezcla pobre homogénea (Honda), pero lo normal es que la mezcla sea pobre y estratificada. En este caso, aunque la mezcla tomada en conjunto es pobre, alrededor de la bujía es rica para facilitar el encendido.