Karena tangki bahan bakar terletak di ujung mobil yang berlawanan dari mesin, pompa bahan bakar diperlukan untuk menarik gas ke arah mesin. Ada dua jenis: mekanik, yang digunakan pada mobil karburator, dan listrik, yang digunakan pada mobil dengan injeksi bahan bakar elektronik.
Karburator adalah mekanisme pengiriman bahan bakar yang menggunakan prinsip vakum sederhana untuk mengirimkan bahan bakar ke mesin. Vakum yang sama yang menarik campuran udara-bahan bakar ke dalam mesin juga menarik bahan bakar sepanjang garis menuju mesin. Namun, bantuan tambahan diperlukan, sehingga mesin karburator memiliki pompa bahan bakar mekanis. Ini berjalan dari putaran mesin; alhasil, di dalam mobil karburator, letaknya bersebelahan dengan mesin.
Injeksi bahan bakar elektronik adalah sistem pengiriman yang menyemprotkan kabut halus bahan bakar ke ruang bakar mesin. Komputer mengontrol sistem, memonitor faktor-faktor seperti posisi throttle, rasio udara-bahan bakar, dan isi knalpot. Karena sistem tidak menggunakan gaya yang sudah ada sebelumnya, seperti vakum, untuk menarik bahan bakar di sepanjang saluran, pompa bahan bakar harus ditempatkan di sumbernya — yaitu, di dalam atau di samping tangki bahan bakar itu sendiri. Pompa bersifat elektronik, artinya ditenagai dan dikendalikan secara elektronik. Terkadang, pengoperasiannya dapat dikenali dengan suara dengungan lembut dan mantap yang berasal dari bagian belakang mobil.
Kegagalan pompa bahan bakar tidak jarang terjadi, terutama pada mobil dengan injeksi bahan bakar elektronik. Biasanya, ketika gagal, mobil hanya akan tergagap dan mati, dan tidak mau restart. Pada dasarnya, mobil dengan kegagalan ini akan bertindak seperti kehabisan bensin, bahkan ketika ada bensin di dalam tangki. Kegagalan pompa bahan bakar dapat diverifikasi dengan memeriksa ujung pengiriman bahan bakar dari sistem; jika tidak ada bahan bakar yang dikirim ke mesin, pompa bahan bakar kemungkinan besar gagal.
Mengganti pompa bahan bakar elektronik bisa menjadi bisnis yang rumit. Di beberapa mobil, terletak di area yang mudah diakses dari bawah mobil. Mobil lain memiliki panel akses di bagian dalam mobil yang dapat dilepas untuk mencapai pompa bahan bakar. Mobil lain masih membutuhkan tangki bahan bakar untuk disedot dan dilepas, atau dijatuhkan, sebelum pompa dapat diakses. Jenis mobil yang terakhir biasanya menghasilkan pekerjaan pengganti yang paling melelahkan.