Dieselmoottori on eräänlainen polttomoottori, jonka Rudolf Diesel keksi. Hän sai patentin dieselmoottorille vuonna 1892 ja ensisijaisena tavoitteena oli luoda tehokas vaihtoehto bensiinimoottorille.
Sekä bensiinimoottorit että dieselmoottorit toimivat luomalla hallittu räjähdys suljetussa mäntäkammiossa. Pieni räjähdys liikuttaa mäntää nopeasti, joka puolestaan pyörittää lähtöakselia. Bensiinimoottorissa polttoaineen ja ilman seos ruiskutetaan kammioon ja sytytetään sytytystulpan aiheuttamalla kipinällä. Dieselmoottori ei sen sijaan sytytä sytytystulppaa seoksen sytyttämiseksi. Polttoaine pakotetaan kammioon ja korkeapaine tuottaa tarpeeksi lämpöä polttoaineen ja ilman seoksen sytyttämiseksi.
Jotkut dieselmoottorit käyttävät hehkutulppaa kammion lämmittämiseen minimoidakseen moottorin pyöriessä tarvittavan paineen. Ilman tällaista lämmönlähdettä sytytyksen aikaansaamiseksi tarvittava paine (erityisesti moottorin ollessa kylmä) olisi kohtuuttoman korkea.
Dieselmoottorit tarvitsevat dieselpolttoainetta, jotta palamisprosessi toimii kunnolla. Dieselpolttoaine on halvempaa kuin tavallinen bensiini, koska se vaatii vähemmän puhdistusta. Lisäksi dieselmoottorit ovat tehokkaampia ja siksi diesel -autot saavat paremman ajokilometrin kuin bensiinimoottorit.