Mesin diesel adalah mesin pembakaran internal yang menggunakan diesel sebagai bahan bakar. Mesin diesel adalah mesin pengapian kompresi, dan mereka sering disebut mesin Diesel dengan nama penemu utama Diesel. Ketika mesin diesel bekerja, udara yang tersedot ke dalam silinder mesin diesel dikompresi ke tingkat yang lebih tinggi karena pergerakan piston, mencapai suhu tinggi 500-700 °C.
Kemudian bahan bakar disemprotkan ke udara bersuhu tinggi dalam bentuk kabut, dan dicampur dengan udara bersuhu tinggi untuk membentuk campuran yang mudah terbakar, yang secara otomatis menyala dan terbakar. Energi yang dilepaskan selama pembakaran bekerja pada permukaan atas piston, mendorong piston dan mengubahnya menjadi pekerjaan mekanis yang berputar melalui batang penghubung dan poros engkol.