Dyzelinio variklio veikimo principas yra toks: suslėgtas oras sukuria aukštą temperatūrą ir aukštą slėgį, todėl purškiamas dyzelinas sprogsta ir plečiasi. Slėgis tiesiogiai veikia stūmoklį, stumdamas stūmoklį, kad atliktų greitą linijinį grįžtamąjį judesį išilgai cilindro, o tada praeina per švaistiklio švaistiklio mechanizmą. Linijinis stūmoklio judėjimas paverčiamas švaistiklio sukimosi judesiu, tokiu būdu sukuriant mechaninį darbą.
Dyzelinių variklių darbo procesas yra beveik toks pat kaip ir benzininių. Kiekvienas darbo ciklas taip pat vyksta per keturis įsiurbimo, suspaudimo, galios ir išmetimo taktus. Tačiau kadangi dyzeliniuose varikliuose naudojami dyzeliniai degalai, jų klampumas didesnis nei benzino ir nelengvai išgaruoja, o savaiminio užsidegimo temperatūra žemesnė nei benzino. Todėl degiojo mišinio susidarymo ir uždegimo būdas skiriasi nuo benzininių variklių.
