Los motores diesel utilizan el ciclo diesel para generar energía a partir de un combustible líquido. Como en el ciclo realizado por un motor de combustión, el motor diesel convierte el combustible líquido en energía creando una serie de pequeñas explosiones. Para ello, calienta una pequeña cantidad de combustible a una temperatura en la que el combustible líquido se convierte en gas y arde. Hay cuatro pasos en un ciclo diesel: el motor toma aire, comprime ese aire, toma combustible y finalmente libera el escape. Una vez que el motor libera el escape, el ciclo comienza de nuevo y continúa hasta que el motor se apaga o se agota el combustible.
En el primer paso del ciclo diesel, que se denomina carrera de inducción, se introduce aire en el motor. La cantidad de aire que ingresa al motor es importante para su eficiencia. Si bien el aire ingresa a la cámara por sí solo, forzar más aire en la cámara aumenta la efectividad del motor, por lo que la mayoría de los motores diésel modernos usan un turbocompresor para forzar la entrada de aire adicional en la cámara.
La compresión, que es el segundo paso del ciclo diesel, implica forzar el aire a entrar en un espacio más pequeño que ocupaba originalmente. A medida que se comprime el aire, se calienta. En un motor diesel, este calor es suficiente para encender el combustible una vez que se deja entrar en la cámara.
El combustible ingresa al motor diesel en el tercer paso del ciclo diesel. Este paso se llama encendido por compresión. El combustible solo se permite en la cámara en cantidades muy pequeñas a la vez, un proceso que es controlado por el inyector de combustible. Cuando el combustible ingresa al motor, se enciende inmediatamente, impulsando el sistema al forzar el movimiento de varios componentes mecánicos. El pistón se mueve de forma lineal y el cigüeñal convierte la energía en impulso de rotación y la transfiere al volante.
El escape, que es un subproducto del ciclo diesel, se permite salir de la cámara a través de una válvula de escape. Este último paso del ciclo se conoce como paso de escape. Después de que el escape sale de la cámara, o con algunos diseños, a medida que se va, se vuelve a introducir aire nuevo en el sistema y el ciclo comienza de nuevo.