柴油發動機是低轉速的，好比是頭牛，能載重，重車對車速影響也不會太大。柴油發動機的優點是扭矩大、經濟性能好。柴油發動機的每個工作循環也經歷進氣、壓縮、做功、排氣四個行程。但由于柴油機用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸發，而其自燃溫度卻較汽油低，因此可燃混合氣的形成及點火方式都與汽油機不同。不同之處主要是，柴油發動機氣缸中的混合氣是壓燃的，而不是點燃的。柴油發動機工作時進入氣缸的是空氣活塞接近上止點時，發動機上的高壓泵以高壓向氣缸中噴射柴油，柴油形成細微的油粒，與高壓高溫的空氣混合，柴油混合氣自行燃燒，猛烈膨脹，產生爆發力，推動活塞下行做功，此時的溫度可達1900到2000攝氏度，壓力可達60到100個大氣壓，產生的扭矩很大，所以柴油發動機廣泛的應用于大型柴油汽車上。