При роботі дизельного двигуна його циліндри всмоктується чисте повітря, яке стискається до високого тиску. При цьому температура повітря піднімається вище за температуру займання дизельного палива. Паливо впорскується в циліндр з деяким випередженням і самозаймається. Таким чином, свічки запалювання для запалення палива в дизельному двигуні не використовуються.
На холодному двигуні температура стисненого повітря може досягти необхідного для займання значення. В цьому випадку необхідний додатковий прогрів. Для цього в кожному циліндрі встановлена свічка розжарювання, що нагріває камеру згоряння. Тривалість нагрівання залежить від навколишньої температури та регулюється блоком керування двигуна та реле попереднього прогріву.
Перш ніж потрапити в ТНВД, паливо очищається від забруднень і води в паливному фільтрі. Тому важливо видаляти воду з паливного фільтра або замінювати його відповідно до вимог графіка ТО (див. розділ Налаштування та поточне обслуговування автомобіля).
Для збільшення потужності деяких двигунах використовується турбонаддув.
Дизельні двигуни керуються електронною системою, схожою на систему керування бензиновими двигунами (див. розділ Система живлення бензинових двигунів).