Детонацио́нная сто́йкость, одна из наиболее важных характеристик качества бензинов, как автомобильных, так и реже встречающихся – авиационных. Характеризует стойкость топлива к детонации, которая может привести к перегреву двигателя, износу цилиндропоршневой группы, повышенной дымности выхлопных газов.

Детонация – процесс мгновенного воспламенения топлива в заданной точке камеры сгорания в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием или c воспламенением от сжатия, сопровождающийся сильным тепловым взрывом. Топливно-воздушная смесь сгорает с постепенным распространением фронта пламени, создаваемого искрой от свечи. Остаточная смесь воздуха и испарившихся углеводородов оказывается под таким давлением и температурой, что может внезапно самовоспламениться, несмотря на то что фронт пламени ещё не достиг её. Результатом является локальное повышение давления с последующими вибрациями газовой массы, которые при ударе о поршень могут вызвать характерный стук. Это явление не оказывает повреждающего действия на двигатель, если оно носит эпизодический характер и не развивается. Если оно затягивается и усиливается, то это может привести к выходу из строя критически важных узлов двигателя из-за резкого увеличения теплообмена, который может происходить у стенок, что особенно опасно в условиях эксплуатации авиационных двигателей.

Работа поршневых двигателей с зажиганием от искры начинается с подачи бензина из бака в карбюратор, где образуется путём испарения бензина однородная бензовоздушная смесь, которая дальше поступает в камеру сгорания. В конце такта сжатия смесь подвергается принудительному поджиганию от искры. Температура горючей смеси в этот момент составляет 670–770 К, а давление 1–1,6 МПа. При этом начинается процесс горения, сопровождающийся плавным повышением давления. Скорость, с которой распространяется пламя, составляет 20–30 м/с.

В определённых условиях нормальное сгорание топлива может перейти в детонационное, ввиду чего возникают ударные волны и скорость горения увеличивается и составляет 1500–2500 м/с. Данный процесс приводит к нарушению теплового режима двигателя с уменьшением его мощности. В связи с этим для двигателей внутреннего сгорания особо важна высокая стойкость топлива к детонации.

Рабочий процесс двигателей с воспламенением от сжатия отличается образованием горючей смеси непосредственно в камере сгорания, а также непрерывной подачей топлива и его смешением с воздухом во время стадии горения, даже после начала воспламенения, которое возникает в сильно нагретом за счёт сжатия воздухе. Подача дизельного топлива предъявляет определённые требования к топливоподающей системе, которая значительно сложнее, чем у двигателя с зажиганием от искры. Топливо впрыскивается в камеру сгорания под давлением 10–150 МПа, температура воздуха в конце такта сжатия повышается до 770–870 К.  

Для нормального функционирования дизельных двигателей с воспламенением от сжатия важна низкая детонационная стойкость топлива. В этом случае горение рабочей смеси происходит более плавно, а двигатель работает стабильнее при меньшей задержке воспламенения.

На характер сгорания бензина и вероятность возникновения детонации в двигателях оказывают влияние конструктивные особенности двигателя, частота его вращения, соотношение топливо – воздух и особенно качество применяемого топлива. Детонационная стойкость авиационных и автомобильных бензинов выражается октановым числом, способность дизельного топлива воспламеняться при сжатии – цетановым числом.