Из воздушного патрубка воздух направляется в диффузор, где скорость его значительно возрастает, а давление снижается. Для уменьшения потерь при течении воздуха применяют диффузор с углами на входе 30° и на выходе 7° и с плавным переходом профиля. В практике профиль диффузоров, особенно для карбюраторов с одним диффузором, отличается от оптимального вследствие необходимости уменьшения высоты карбюратора. При отступлении от наивыгоднейшего соотношения размеров диффузора струя движущегося потока сжимается, что, в свою очередь, приводит к смещению зоны наибольших разрежений по ходу движения воздуха. Движение воздушного потока в диффузоре карбюратора в широком диапазоне режимов имеет турбулентный характер. Турбулентное движение воздуха с интенсивными завихрениями необходимо для лучшего дробления топлива, вытекающего из распылителя со значительной скоростью. Давление в различных сечениях карбюратора меняется незначительно. Наибольшее разрежение в диффузоре не превышает 20 КПа. При таком разрежении воздух с достаточной степенью точности можно рассматривать как несжимаемую жидкость, плотность которой при движении по впускному каналу остается неизменной. При уменьшении диаметра диффузора отношение Ард[Арк понижается из-за возрастания гидравлических сопротивлений.
Для увеличения этого отношения применяют карбюраторы с расположенными концентрично двойным и тройным диффузорами. Выходная скорость воздуха из малого диффузора должна быть близкой к максимальной скорости воздуха в большом диффузоре. Для этого выходную кромку малого диффузора смещают по ходу воздушного потока на 4—5 мм относительно входной кромки большого диффузора, что компенсирует смещение максимума скорости и разрежения вследствие сжатия воздушного потока. В карбюраторе с тройным диффузором отношение Арк1Арк может быть увеличено до 2,5—2,6. При применении нескольких диффузоров можно, не увеличивая общей высоты карбюратора, снизить его гидравлическое сопротивление при необходимой скорости воздушного потока.