Dieselmoottorit käyttävät dieselkäyttöä energian tuottamiseen nestemäisestä polttoaineesta. Kuten polttomoottorin suorittamassa syklissä, dieselmoottori muuntaa nestemäisen polttoaineen energiaksi luomalla sarjan pieniä räjähdyksiä. Se tekee tämän lämmittämällä pienen määrän polttoainetta lämpötilaan, jossa nestemäinen polttoaine muuttuu kaasuksi ja palaa. Dieseljaksossa on neljä vaihetta – moottori ottaa ilmaa, puristaa sitä, ottaa polttoainetta ja vapauttaa lopulta pakokaasun. Kun moottori vapauttaa pakokaasun, sykli alkaa uudelleen ja jatkuu, kunnes moottori sammutetaan tai polttoaine loppuu.
Dieseljakson ensimmäisessä vaiheessa, jota kutsutaan induktioiskuksi, ilmaa otetaan moottoriin. Moottoriin tuodun ilman määrä on tärkeä sen tehokkuuden kannalta. Vaikka ilma tulee kammioon itsestään, lisää ilman syöttäminen kammioon lisää moottorin tehokkuutta, joten useimmat nykyaikaiset dieselmoottorit käyttävät turboahdinta pakottaakseen ylimääräistä ilmaa kammioon.
Puristus, joka on dieselvaiheen toinen vaihe, edellyttää ilman pakottamista pienempään tilaan, jonka se alun perin käytti. Kun ilmaa puristetaan, se lämpenee. Dieselmoottorissa tämä lämpö riittää sytyttämään polttoaineen, kun se päästetään kammioon.
Polttoaine tulee dieselmoottoriin dieseljakson kolmannessa vaiheessa. Tätä vaihetta kutsutaan puristussytytykseksi. Polttoainetta päästetään kammioon vain hyvin pieninä määrinä kerrallaan, prosessia, jota ohjaa polttoainesuutin. Kun polttoaine tulee moottoriin, se syttyy välittömästi ja saa järjestelmän toimimaan pakottamalla erilaiset mekaaniset komponentit liikkumaan. Mäntää liikutetaan lineaarisesti, ja kampiakseli muuntaa energian pyörimismomentiksi ja siirtää vauhtipyörään.
Pakokaasu, joka on dieseljakson sivutuote, päästetään ulos kammiosta pakoventtiilin kautta. Tämä syklin viimeinen vaihe tunnetaan pakokaasuvaiheena. Kun pakokaasu poistuu kammiosta tai joissakin malleissa, kun se poistuu, järjestelmään syötetään jälleen uutta ilmaa ja sykli alkaa alusta.