На перший погляд дизельний двигун майже не відрізняється від звичайного бензинового - ті ж циліндри, поршні, шатуни. Головні і принципові відмінності полягають у способі освіти і займання паливо-повітряної суміші. В карбюраторних і звичайних інжекторних двигунах приготування суміші відбувається не в циліндрі, а у впускному тракті. У бензинових двигунах з безпосереднім уприскуванням суміш утворюється так само як і в дизелях - безпосередньо в циліндрі. У бензиновому двигуні паливо-повітряну суміш у циліндрі запалюється в потрібний момент від іскрового розряду. В дизелі ж паливо запалюється не від іскри, а внаслідок високої температури повітря в циліндрі.
Робочий процес в дизелі відбувається наступним чином: спочатку потрапляє в циліндр чисте повітря, за рахунок великої ступеня стиснення (16-24:1) розігрівається до 700-900°С. Дизпаливо впорскується під високим тиском в камеру згоряння при підході поршня до верхньої мертвої точки. А так як повітря вже сильно розігрітий, після змішування з ним відбувається займання палива. Самозаймання супроводжується різким наростанням тиску в циліндрі - звідси підвищена шумність і жорсткість роботи дизеля. Така організація робочого процесу дозволяє використовувати більш дешеве паливо і працювати на дуже бідних сумішах, що визначає більш високу економічність. Дизель має більший ККД (у дизеля – 35-45%, у бензинового – 25-35%) і крутний момент. До недоліків дизельних двигунів зазвичай відносять підвищену гучність і вібрацію, меншу літрову потужність і труднощі холодного пуску. Але описані недоліки належать переважно до старих конструкцій, а в сучасних ці проблеми вже не є настільки очевидними.
