Рудольф Дизель запатентовал свой двигатель в 1892 году. Он работает иначе, чем бензиновый двигатель. Вместо смешивания топлива и воздуха и их воспламенения искрой, дизельный двигатель сжимает воздух настолько, что он нагревается до температуры, достаточной для воспламенения топлива при контакте. Степень сжатия значительно выше, обычно от 14:1 до 25:1, по сравнению с 8:1 до 12:1 у бензинового двигателя. Это обеспечивает дизельным двигателям больший крутящий момент и лучшую топливную экономичность.

В двигателе нет свечей зажигания. Он оснащен топливными форсунками, которые впрыскивают дизельное топливо непосредственно в камеру сгорания в нужный момент. Топливо воспламеняется от тепла сжатия. Сгорание происходит неравномерно и сопровождается шумом, поэтому дизельные двигатели издают характерный стук. Современные системы впрыска Common Rail и турбонаддув сделали их тише, экологичнее и мощнее.

Дизельные двигатели широко распространены в грузовиках, автобусах, кораблях, поездах и тяжелой технике. Они также популярны в легковых автомобилях в Европе, где налоги на топливо благоприятствуют дизельным двигателям. В Соединенных Штатах дизельные автомобили представляют собой нишевый рынок, отчасти из-за скандала с выбросами Volkswagen, который выявил, что некоторые автомобили обманывали при прохождении тестов на выбросы.

Выхлопные газы дизельных двигателей содержат оксиды азота и твердые частицы, которые ухудшают качество воздуха. Современные системы используют селективное каталитическое восстановление, сажевые фильтры и рециркуляцию отработавших газов для очистки воздуха. Двигатели эффективны, но без системы доочистки выхлопных газов они не являются экологически чистыми.