La compressió augmenta la temperatura de l’aire fins a uns 900°C, per la qual cosa el combustible, que entra vaporitzat mitjançant la injecció, s’inflama espontàniament. Els motors dièsel poden funcionar amb cicles de dos temps i de quatre, idèntics als dels motors d’encesa per guspira. La diferència més notable entre els motors dièsel és la forma en què el combustible i l’aire són barrejats. En un motor amb injecció directa el combustible és injectat dins el cilindre, on la part superior del pistó, proveïda d’un buidat, constitueix una cambra de combustió. El broquet d’injecció ha d’ésser previst per a escampar gotetes de combustible a tota la cambra de combustió. En uns altres motors aquesta barreja és assegurada per una cavitat de forma especial, anomenada cambra de turbulència, en la qual, en injectar-hi el combustible, l’aire adquireix un moviment turbulent que facilita la dispersió uniforme del combustible i la propagació gradual de la flama. Com que el temps de combustió és llarg, aquesta mena de motor no pot assolir velocitats de rotació elevades i per aquesta raó la seva durada és llarga i també poden funcionar sense interrupció durant llargs períodes de temps. L’alt grau de compressió a què funcionen (15 ÷ 20:1) els converteix en els motors endotèrmics de rendiment termodinàmic més alt. Llur robustesa i llur funcionament econòmic els fa molt aptes com a propulsors de camions, automòbils, ferrocarrils i vaixells, i també en instal·lacions fixes per a produir energia elèctrica, cas en el qual és on demostren més clarament llurs avantatges, perquè hom els pot fer funcionar en el punt òptim i assoleixen, així, un rendiment més alt que el d’altres motors. És, però, en l’àmbit de l’automòbil on els avenços tècnics d’aquest motor han estat més espectaculars aquests darrers anys: hom ha aconseguit de reduir considerablement la relació pes/potència mitjançant la turboalimentació (turbocompressor), hom ha pogut augmentar la velocitat de règim màxim, la capacitat d’acceleració i l’estabilitat de funcionament a baix règim mitjançant els sistemes d’injecció electrònica, etc.
Rep el seu nom de l’enginyer Rudolf Diesel.