Rudolf Diesel 1892-ben szabadalmaztatta motorját. Másképp működik, mint egy benzinmotor. Ahelyett, hogy az üzemanyagot és a levegőt összekeverné, majd szikrával meggyújtaná, a dízelmotor annyira összenyomja a levegőt, hogy az elég forróvá válik ahhoz, hogy érintkezésbe kerülve meggyújtsa az üzemanyagot. A sűrítési arány sokkal magasabb, jellemzően 14:1 és 25:1 között van, szemben a benzin 8:1 és 12:1 közötti értékével. Ez nagyobb nyomatékot és jobb üzemanyag-hatékonyságot biztosít a dízelmotoroknak.

A motornak nincsenek gyújtógyertyái. Üzemanyag-befecskendezők vannak, amelyek a megfelelő pillanatban közvetlenül az égéstérbe fecskendeznek gázolajat. Az üzemanyag a sűrítés hőjétől gyullad meg. Az égés egyenetlen és zajos, ezért kattognak a dízelmotorok. A modern közös nyomócsöves befecskendezés és turbófeltöltés csendesebbé, tisztábbá és erősebbé tette őket.

A dízelmotorok gyakoriak teherautókban, buszokban, hajókban, vonatokban és nehézgépekben. Európában a személygépkocsikban is népszerűek, ahol az üzemanyagadók a dízelt részesítik előnyben. Az Egyesült Államokban a dízel autók piaci rést képeznek, részben a Volkswagen emissziós botránya miatt, amelyből kiderült, hogy egyes autók csaltak a kibocsátási teszteken.

A dízel kipufogógáz nitrogén-oxidokat és szilárd részecskéket tartalmaz, amelyek károsítják a levegő minőségét. A modern rendszerek szelektív katalitikus redukciót, dízel részecskeszűrőket és kipufogógáz-visszavezetést használnak a tisztításhoz. A motorok hatékonyak, de utókezelés nélkül nem tiszták.