A Milan, l'action a fini sur un recul de 3,11% à 9,355 euros, dans un marché quasi à l'équilibre, tandis que le titre a perdu 1,18% à 10,48 dollars à New York.
Fiat Chrysler a été accusé en janvier par l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) d'avoir violé les lois sur la pollution de l'air en dissimulant l'existence d'un logiciel équipant 104.000 véhicules aux Etats-Unis.
Selon l'agence californienne de l'environnement (Carb), les véhicules équipés de ces "auxiliaires d'émission" rejettent un niveau "accru" d'oxyde d'azote (NOx), un gaz tenu pour responsable de nombreuses affections respiratoires.
Selon l'EPA, FCA encourt des pénalités civiles allant jusqu'à 4,6 milliards de dollars.
Des négociations sont en cours entre FCA, l'EPA et la Carb, mais selon plusieurs médias, le département de la Justice américain a l'intention de déposer très rapidement une plainte au civil contre FCA si aucun accord n'était conclu.
Contacté par l'AFP, FCA a indiqué qu'il cherchait "une résolution juste et équitable de ce dossier" à travers les négociations engagées et a estimé que des poursuites auraient un effet "contreproductif".
Le groupe "reste engagé à résoudre les inquiétudes des agences rapidement et à l'amiable", a noté FCA.
"Dans le cas d'un litige, FCA US se défendra avec vigueur, en particulier contre toute allégation selon laquelle la société aurait délibérément installé des appareils frauduleux pour tricher sur les tests d'émissions", a ajouté le groupe.
"Le fait que les négociations entre FCA, l'EPA et la Carb prennent plus de temps que prévu est inquiétant. Les informations venues des Etats-Unis sont potentiellement négatives et non prises en compte dans la valeur du titre", ont réagi les analystes de Banca Akros, en estimant que "dans le pire scénario, le dossier aux Etats-Unis pourrait coûter à FCA jusqu'à 3 milliards d'euros".
Les analystes de Mediobanca Securities rappellent de leur côté que les amendes sont en général de 10% de leur montant maximal, ce qui signifierait 460 millions de dollars pour FCA.
Volkswagen, mis en cause pour avoir installé sur ses véhicules diesel un logiciel destiné à frauder les tests d'homologation, a mis fin aux poursuites aux Etats-Unis en échange du paiement d'une amende criminelle de 2,8 milliards de dollars.
Au total, Volkswagen a accepté de verser 23 milliards de dollars aux Etats-Unis, en particulier pour indemniser quelque 600.000 automobilistes et réparer les dégâts causés à l'environnement.
Ce front américain s'ajoute pour FCA au front européen: la Commission européenne a ouvert mercredi une procédure d'infraction à l'encontre de l'Italie pour violation des règles en matière d'homologation, lui reprochant de ne pas s'être suffisamment assurée de la conformité de modèles FCA.
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