Rudolf Diesel patenterade sin motor 1892. Den fungerar annorlunda än en bensinmotor. Istället för att blanda bränsle och luft och antända det med en gnista, komprimerar en dieselmotor luften så mycket att den blir tillräckligt varm för att antända bränslet vid kontakt. Kompressionsförhållandet är mycket högre, vanligtvis 14:1 till 25:1, jämfört med 8:1 till 12:1 för bensin. Det ger dieselmotorer mer vridmoment och bättre bränsleeffektivitet.

Motorn har inga tändstift. Den har bränsleinsprutare som sprutar diesel direkt in i förbränningskammaren i rätt ögonblick. Bränslet antänds av kompressionsvärmen. Förbränningen är ojämn och bullrig, vilket är anledningen till att dieselmotorer skramlar. Modern common-rail-insprutning och turboladdning har gjort dem tystare, renare och kraftfullare.

Dieselmotorer är vanliga i lastbilar, bussar, fartyg, tåg och tung utrustning. De är också populära i personbilar i Europa, där bränsleskatter gynnar diesel. I USA är dieselbilar en nischmarknad, delvis på grund av Volkswagens utsläppsskandal, som avslöjade att vissa bilar fuskade i utsläppstester.

Dieselavgaser innehåller kväveoxider och partiklar, vilket skadar luftkvaliteten. Moderna system använder selektiv katalytisk reduktion, dieselpartikelfilter och avgasåtercirkulation för att rena dem. Motorerna är effektiva, men de är inte rena utan efterbehandling.