Ponieważ zbiornik paliwa znajduje się na przeciwległym końcu samochodu od silnika, potrzebna jest pompa paliwowa, która pobiera gaz w kierunku silnika. Wyróżnia się dwa rodzaje: mechaniczne, stosowane w samochodach gaźnikowych oraz elektryczne, stosowane w samochodach z elektronicznym wtryskiem paliwa.
Gaźnik to mechanizm dostarczania paliwa, który wykorzystuje prostą zasadę podciśnienia w celu dostarczenia paliwa do silnika. Ta sama próżnia, która wciąga mieszankę paliwowo-powietrzną do silnika, również wciąga paliwo wzdłuż linii w kierunku silnika. Konieczna jest jednak dodatkowa pomoc, dlatego silniki gaźnikowe mają mechaniczną pompę paliwową. To ucieka z obrotów silnika; w rezultacie w samochodzie gaźnikowym znajduje się on obok silnika.
Elektroniczny wtrysk paliwa to system dostarczania, który wstrzykuje drobną mgiełkę paliwa do komór spalania silnika. Komputer steruje systemem, ściśle monitorując takie czynniki, jak położenie przepustnicy, stosunek powietrza do paliwa i zawartość spalin. Ponieważ system nie wykorzystuje istniejącej wcześniej siły, takiej jak podciśnienie, do wciągania paliwa wzdłuż linii, pompa paliwowa musi znajdować się u źródła — to znaczy wewnątrz lub obok samego zbiornika paliwa. Pompa jest elektroniczna, co oznacza, że jest zasilana i sterowana elektronicznie. Czasami jego działanie można rozpoznać po cichym, równomiernym buczeniu dochodzącym z tyłu auta.
Awaria pompy paliwa nie jest rzadkością, szczególnie w samochodach z elektronicznym wtryskiem paliwa. Zwykle, gdy zawiedzie, samochód po prostu pryska i umiera i nie uruchamia się ponownie. Zasadniczo samochód z tą awarią będzie zachowywał się tak, jakby nie miał gazu, nawet gdy jest w baku. Awarię pompy paliwa można zweryfikować, sprawdzając końcówkę dopływu paliwa do układu; jeśli paliwo nie jest dostarczane do silnika, najprawdopodobniej uszkodziła się pompa paliwowa.
Wymiana elektronicznej pompy paliwowej może być trudną sprawą. W niektórych samochodach znajduje się w miejscu, do którego można łatwo dostać się od spodu samochodu. Inne samochody mają panel dostępu we wnętrzu samochodu, który można zdjąć, aby dostać się do pompy paliwa. Jeszcze inne samochody wymagają zassania i wyjęcia lub upuszczenia zbiornika paliwa przed uzyskaniem dostępu do pompy. Ten ostatni typ samochodu jest zwykle najbardziej pracochłonną pracą zastępczą.