ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างเครื่องยนต์ดีเซลและเครื่องยนต์เบนซินก็คือ ในเครื่องยนต์ดีเซล เชื้อเพลิงจะถูกพ่นเข้าไปในห้องเผาไหม้ผ่านหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง เพียงเมื่ออากาศในแต่ละห้องถูกวางภายใต้แรงกดดันมหาศาลจนร้อนพอที่จะจุดติดไฟได้ เชื้อเพลิงเอง
ต่อไปนี้เป็นภาพรวมทีละขั้นตอนของสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคุณสตาร์ทรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซล
1.คุณบิดกุญแจในการจุดระเบิด
จากนั้นคุณรอจนกว่าเครื่องยนต์จะสะสมความร้อนในกระบอกสูบเพียงพอเพื่อให้สตาร์ทได้อย่างน่าพอใจ(ยานพาหนะส่วนใหญ่จะมีไฟดวงเล็กๆ ที่ระบุว่า "รอ" แต่เสียงคอมพิวเตอร์ที่ร้อนระอุอาจทำงานแบบเดียวกันในยานพาหนะบางคัน) การบิดกุญแจจะเริ่มต้นกระบวนการที่เชื้อเพลิงถูกฉีดเข้าไปในกระบอกสูบภายใต้แรงดันสูงจนทำให้เครื่องยนต์ร้อน อากาศในกระบอกสูบทั้งหมดด้วยตัวมันเองเวลาที่ใช้ในการอุ่นเครื่องลดลงอย่างมาก อาจไม่เกิน 1.5 วินาทีในสภาพอากาศปานกลาง
น้ำมันดีเซลมีความผันผวนน้อยกว่าน้ำมันเบนซิน และสตาร์ทได้ง่ายกว่าหากห้องเผาไหม้ถูกอุ่น ดังนั้นผู้ผลิตจึงติดตั้งหัวเผาเล็กๆ ที่ทำงานโดยไม่ใช้แบตเตอรี่เพื่ออุ่นอากาศในกระบอกสูบล่วงหน้าเมื่อคุณสตาร์ทเครื่องยนต์ครั้งแรกเทคนิคการจัดการเชื้อเพลิงที่ดีขึ้นและแรงดันในการฉีดที่สูงขึ้นจะสร้างความร้อนเพียงพอที่จะสัมผัสเชื้อเพลิงโดยไม่ต้องใช้หัวเผา แต่ปลั๊กยังคงอยู่ในนั้นเพื่อควบคุมการปล่อยมลพิษ: ความร้อนที่เพิ่มขึ้นจะช่วยเผาผลาญเชื้อเพลิงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นพาหนะบางคันยังคงมีห้องเหล่านี้ แต่บางคันไม่มี แต่ผลลัพธ์ยังคงเหมือนเดิม
2. ไฟ “Start” จะสว่างขึ้น
เมื่อคุณเห็นสิ่งนี้ คุณเหยียบคันเร่งแล้วบิดกุญแจสตาร์ทไปที่ “Start”
3.ปั๊มเชื้อเพลิงส่งน้ำมันเชื้อเพลิงจากถังน้ำมันเชื้อเพลิงไปยังเครื่องยนต์
ระหว่างทาง น้ำมันเชื้อเพลิงจะไหลผ่านตัวกรองน้ำมันเชื้อเพลิงสองสามตัวเพื่อทำความสะอาดก่อนที่จะไปถึงหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงการบำรุงรักษาตัวกรองอย่างเหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งในเครื่องยนต์ดีเซล เนื่องจากการปนเปื้อนของน้ำมันเชื้อเพลิงอาจไปอุดตันรูเล็กๆ ในหัวฉีดหัวฉีดได้

4.ปั๊มฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงจะอัดแรงดันน้ำมันเชื้อเพลิงลงในท่อส่ง
ท่อส่งนี้เรียกว่ารางและเก็บไว้ภายใต้แรงดันสูงคงที่ที่ 23,500 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psi) หรือสูงกว่านั้นในขณะที่ส่งเชื้อเพลิงไปยังแต่ละกระบอกสูบในเวลาที่เหมาะสม(แรงดันการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงเบนซินอาจอยู่ที่ 10 ถึง 50 psi เท่านั้น!) หัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงจะป้อนน้ำมันเชื้อเพลิงเป็นสเปรย์ละเอียดเข้าไปในห้องเผาไหม้ของกระบอกสูบผ่านหัวฉีดที่ควบคุมโดยหน่วยควบคุมเครื่องยนต์ (ECU) ของเครื่องยนต์ ซึ่งจะกำหนดความดัน เมื่อ การพ่นน้ำมันเชื้อเพลิงเกิดขึ้น ระยะเวลาที่ฉีด และฟังก์ชันอื่นๆ
ระบบเชื้อเพลิงดีเซลอื่นๆ ใช้ระบบไฮดรอลิก เวเฟอร์แบบผลึก และวิธีการอื่นๆ ในการควบคุมการฉีดเชื้อเพลิง และอื่นๆ กำลังได้รับการพัฒนาเพื่อผลิตเครื่องยนต์ดีเซลที่ทรงพลังและตอบสนองได้ดียิ่งขึ้น
5.เชื้อเพลิง อากาศ และ “ไฟ” มาบรรจบกันในกระบอกสูบ
แม้ว่าขั้นตอนก่อนหน้านี้จะได้รับเชื้อเพลิงในจุดที่ต้องการ แต่อีกกระบวนการหนึ่งจะทำงานพร้อมกันเพื่อให้ได้อากาศในจุดที่ต้องการสำหรับการเล่นด้วยพลังอันร้อนแรงครั้งสุดท้าย
สำหรับเครื่องยนต์ดีเซลทั่วไป อากาศจะเข้ามาทางตัวกรองอากาศที่ค่อนข้างคล้ายกับในรถยนต์ที่ใช้แก๊สอย่างไรก็ตาม เทอร์โบชาร์จเจอร์สมัยใหม่สามารถอัดอากาศเข้าไปในกระบอกสูบได้มากขึ้น และอาจให้กำลังและประหยัดเชื้อเพลิงมากขึ้นภายใต้สภาวะที่เหมาะสมเทอร์โบชาร์จเจอร์สามารถเพิ่มกำลังให้กับรถยนต์ดีเซลได้ 50 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่ลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงลง 20 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์
6.การเผาไหม้จะแพร่กระจายจากเชื้อเพลิงจำนวนเล็กน้อยที่ถูกวางไว้ภายใต้ความกดดันในห้องเผาไหม้ล่วงหน้าไปยังเชื้อเพลิงและอากาศในห้องเผาไหม้นั้นเอง