一言で言うとオクタン価が高い(ハイ)のがハイオク。
オクタン値の低いのがレギュラー。
で、オクタン価って何？と言うと、高いほどノッキング(自然発火)とプレイグニッション(早期着火)発生しにくいのがこの値。

オクタン価が高いほど燃えにくい(発火温度が高い)が、未燃焼ガスが発生しにくい。
未燃焼ガスが多いと隅に追いやられた未燃焼ガスが高温高圧になり発火するのがノッキング。
プレイグニッションはエンジンをかけた際に予定よりも早く燃料に火がついてしまう現象。
どちらに対してもオクタン価が高い方が良いようです。

ちなみに日本ではオクタン価が96以上がハイオクで、89以上がレギュラーらしい。
だいたいハイオクが98か100でレギュラーが90か92というところが多いようです。
98くらいがベストと言う噂もありますが、エンジンを制御するECUと言うソフトによって最適なオクタン価を設定することによって高いオクタン価を活かせるかが決まってくるようです。

それでも最近は技術が進んでレギュラーガソリン指定の車ではレギュラーでもノッキングしないように設計されており、一定の条件ではハイオクを入れた方が燃費は向上するものの向上する幅が少ないため、経済的にはお得にならないケースが殆どだとか。

逆にハイオクが指定されている車の場合はレギュラーガソリンではノッキングを防ぐための装置が作動し燃焼効率が悪化、それによって出力、燃費ともに悪化、3割程度落ち込んでしまうこともあるとか…。

ちなみにハイオクガソリンの添加剤により清浄効果が得られエンジンがきれいになるという話は、長期的に使い続ければ汚れが付きにくくなるかもしれないけど、一度ついた汚れを落とす効果はなく、新車から乗り潰すまでずっとハイオクを入れ続ければエンジンが少しは綺麗かも？！と言った感じらしい。

そしてウソかホントかわかりませんが、ハイオクではレギュラーガソリン車の燃費を向上させるためには普段とドライビングを変える必要があるらしい。とにかく発進時にはゆっくりとアクセルを踏み込むことが重要らしい。
それって普通のエコドライブなんじゃ…。