اصل کار موتور دیزل این است: هوای فشرده دما و فشار بالا تولید می کند و باعث انفجار و انبساط دیزل اتمیزه می شود. فشار مستقیماً بر روی پیستون تأثیر می گذارد و پیستون را برای انجام حرکت رفت و برگشتی خطی با سرعت بالا در امتداد سیلندر هل می دهد و سپس از مکانیزم شاتون میل لنگ عبور می کند. حرکت خطی پیستون به حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل می شود و در نتیجه کار مکانیکی خروجی می دهد.
فرآیند کار موتورهای دیزلی تقریباً مشابه موتورهای بنزینی است. هر چرخه کاری نیز چهار مرحله ورودی، فشرده سازی، قدرت و اگزوز را طی می کند. اما از آنجایی که سوخت مورد استفاده در موتورهای دیزلی دیزل است، ویسکوزیته آن بیشتر از بنزین است و به راحتی تبخیر نمی شود و دمای خود اشتعال آن کمتر از بنزین است. بنابراین، نحوه تشکیل و احتراق مخلوط قابل احتراق با موتورهای بنزینی متفاوت است.
