A dízelmotor működési elve: a sűrített levegő magas hőmérsékletet és nagy nyomást generál, aminek következtében a porlasztott dízel felrobban és kitágul. A nyomás közvetlenül a dugattyúra hat, megnyomva a dugattyút, hogy nagy sebességű lineáris, oda-vissza mozgást hajtson végre a henger mentén, majd áthalad a hajtókar hajtórúd-mechanizmusán. A dugattyú lineáris mozgása a hajtókar forgó mozgásává alakul át, ezáltal mechanikai munkát adva.
A dízelmotorok működési folyamata nagyjából megegyezik a benzinmotorokéval. Minden munkaciklus a beszívás, a kompresszió, a teljesítmény és a kipufogó négy ütemén is átmegy. Mivel azonban a dízelmotorok üzemanyaga dízel, viszkozitása nagyobb, mint a benziné, és nem könnyen elpárolog, öngyulladási hőmérséklete pedig alacsonyabb, mint a benziné. Ezért az éghető keverék képződése és gyújtási módja eltér a benzinmotorokétól.
