虽然传统的柴电潜艇必须依赖空气中的氧气来燃烧柴油，但新型的非独立推进空气系统AIP潜艇对此进行了改进。这类新型潜艇在水下潜行时，可以使用特殊的燃料电池或其他AIP专用燃料，不再需要像传统柴电潜艇那样频繁上浮充电，从而极大地延长了水下持续作战的时间。
柴电潜艇主要燃烧什么燃料？
之所以必须使用柴油作为水下航行前的能源储备，是因为柴油发动机在燃烧过程中需要大量的氧气参与反应。这意味着潜艇只有在水面状态、半潜状态或者伸出通气管的状态下，才能进行进气和排气，从而完成柴油的燃烧和蓄电池的充电过程，这是常规柴电潜艇必须定期上浮或接近水面的根本原因。
当潜艇需要潜入水下执行任务时，它会切断与空气的连接，此时柴油机无法工作，转而由预先充好电的蓄电池供电。主电动机利用蓄电池储存的电能驱动螺旋桨，使潜艇能够以15到20节的速度在水下航行，或者以2到4节的经济航速长时间潜伏，这时候消耗的其实是电能而非直接燃烧燃料。
从整体结构来看，柴电潜艇的核心动力源就是柴油机和蓄电池的组合。水面航行时，柴油是唯一的燃料来源，它为潜艇提供直接推力并为电池充电；而水下航行时，虽然不直接燃烧燃料，但其动力完全来源于之前用柴油转化而来的电能。因此，归根结底，柴电潜艇的“燃料”本质上是柴油，只是能量的形式在不同阶段发生了转换。
柴电潜艇在水面航行或者使用通气管进行半潜航行时，主要是依靠柴油机来提供动力，这时候它燃烧的就是柴油。柴油机通过带动主电动机，不仅能让潜艇以10到15节的速度在水面行驶，还能利用剩余的功率为蓄电池进行充电，以补充水下航行所需的电力储备。