Дизельный двигатель, названный в честь Рудольфа Дизеля, — двигатель внутреннего сгорания, в котором воспламенение топлива вызывается повышенной температурой воздуха в цилиндре вследствие механического сжатия; таким образом, дизельный двигатель представляет собой так называемый двигатель с воспламенением от сжатия (двигатель с воспламенением от сжатия). Это контрастирует с двигателями, использующими зажигание топливно-воздушной смеси свечами зажигания, такими как бензиновый двигатель (бензиновый двигатель) или газовый двигатель (использующий газообразное топливо, такое как природный газ или сжиженный нефтяной газ).

Дизельные двигатели работают за счет сжатия только воздуха или воздуха и остаточных продуктов сгорания из выхлопных газов (известная как рециркуляция выхлопных газов (EGR)). Воздух всасывается в камеру во время такта впуска и сжимается во время такта сжатия. Это повышает температуру воздуха внутри цилиндра до такой степени, что распыленное дизельное топливо, впрыскиваемое в камеру сгорания, воспламеняется. Когда топливо впрыскивается в воздух непосредственно перед сгоранием, дисперсия топлива неравномерна; это называется гетерогенной воздушно-топливной смесью. Крутящий момент, создаваемый дизельным двигателем, регулируется соотношением воздух-топливо (λ); вместо дросселирования всасываемого воздуха дизельный двигатель полагается на изменение количества впрыскиваемого топлива, а соотношение воздух-топливо обычно высокое.

Дизельный двигатель имеет самый высокий тепловой КПД (КПД двигателя) из всех практических двигателей внутреннего или внешнего сгорания из-за его очень высокой степени расширения и присущего бедной смеси топлива, которое обеспечивает рассеивание тепла избыточным воздухом. Также удается избежать небольшой потери эффективности по сравнению с бензиновыми двигателями без непосредственного впрыска, поскольку несгоревшее топливо отсутствует во время перекрытия клапанов, и, следовательно, топливо не поступает непосредственно от впуска/впрыска к выпуску. Низкооборотные дизельные двигатели (используемые на кораблях и в других приложениях, где общий вес двигателя относительно неважен) могут достигать эффективного КПД до 55%. Газовая турбина с комбинированным циклом (цикл Брайтона и Рэнкина) представляет собой двигатель внутреннего сгорания, который более эффективен, чем дизельный двигатель, но из-за своей массы и размеров не подходит для транспортных средств, плавсредств или самолетов.

Дизельные двигатели могут быть спроектированы как двухтактные или четырехтактные. Первоначально они использовались как более эффективная замена стационарным паровым машинам. С 1910-х годов они использовались на подводных лодках и кораблях. Позже последовало использование в локомотивах, автобусах, грузовиках, тяжелой технике, сельскохозяйственном оборудовании и электростанциях. В 1930-х годах их постепенно начали использовать в нескольких автомобилях. С 1970-х годов использование дизельных двигателей в более крупных дорожных и внедорожных транспортных средствах в США увеличилось. По данным Конрада Рейфа (2012 г.), в среднем по ЕС на дизельные автомобили приходится половина вновь зарегистрированных автомобилей. Самые большие в мире дизельные двигатели, введенные в эксплуатацию, - это 14-цилиндровые двухтактные морские дизельные двигатели; они производят пиковую мощность почти 100 МВт каждый.