Чотиритактний двигун
Кожен рух поршня вздовж циліндра називається часом. У чотиритактному дизельному двигуні поршень вперше рухається вниз, а впускний клапан відкривається, пропускаючи свіже повітря в циліндр. Вдруге всмоктуючий клапан закривається і поршень рухається вгору, тим самим стискаючи і, таким чином, нагріваючи повітря над поршнем. Потім паливо впорскується у верхній циліндр циліндра. Тепло, спричинене стисненням повітря, призводить до вибуху палива, а отримані гази змушують поршень рухатися вниз по циліндру - це відбувається під час третього періоду, який називається вибухом. У четвертий раз поршень знову рухається вгору і через випускний клапан виштовхує вихлопні гази з циліндра. Потім випускний клапан закривається і весь чотирицикл повторюється. Швидкість обертання двигуна регулюється кількістю впорскуваного в повітря циліндра дизеля. Зазвичай поршні рухаються вгору і вниз кілька разів на секунду.
Двотактний двигун
Для одного типу двотактних дизельних двигунів немає впускного або випускного клапана. Натомість поршень відкриває впускні та випускні канали або отвори, коли вони підходять до дна циліндра під час вибуху. Свіже повітря надходить через впускний канал, який виштовхує вихлопні гази через випускний канал з іншого боку циліндра. Потім поршень рухається назад вгору по циліндру, закриваючи обидва канали і стискаючи повітря над ним. Як і при чотиритактному циклі, паливо, що впорскується в це стиснене повітря, запалюється і змушує поршень рухатися вниз під час вибуху. У іншого типу двотактного дизельного двигуна відпрацьовані гази витісняються одним або двома клапанами у верхній простір циліндра.