Застосовується в основному на суднах, тепловозах, автобусах та вантажних автомобілях, тракторах та танках, дизельних електростанціях, а до кінця XX століття набув поширення і на легкових автомобілях. Перший двигун, що працює за таким принципом, був побудований Рудольфом Дизелем у 1893 році.

Дизельний двигун сам автоматично спалює паливо. Ще одна головна перевага всіх дизельних моторів полягає в тому, що дизельні автомобілі автоматично самі по собі, спалюють в собі паливо не витрачаючи практично для цього жодної зайвої енергії.

ККД двигуна і потужність Згоряння робочої суміші в дизельному двигун більш ефективний. Це можливо за рахунок високого ступеня стиснення: 20 одиниць дизеля проти 10 одиниць у бензину. ККД дизельного двигуна на 40% вище, а витрата палива на 20% менша.

Основні споживачі дизельного палива – залізничний транспорт (тепловози, автомотриси, дизель-поїзди), вантажний автотранспорт, автобуси, водний транспорт, військова техніка, дизельні електрогенератори, сільськогосподарська техніка, а також легковий дизельний автотранспорт.