Drivstoffet som brukes i dieselmotorer, nemlig diesel, har følgende grunnleggende egenskaper:
Høy energitetthet: Diesel har en tetthet på omtrent 0,82–0,85 g/cm³, høyere enn bensin (omtrent 0,70–0,78 g/cm³). Hver liter diesel inneholder omtrent 12 % mer energi enn bensin, noe som gjør at dieselbiler kan oppnå større rekkevidde med samme drivstoffvolum.
Høyt flammepunkt og lav flyktighet: Diesel har et bredt kokeområde (omtrent 180 grader –370 grader) og lav flyktighet, noe som gjør det mindre utsatt for å danne brennbare damper ved omgivelsestemperaturer. Dette øker sikkerheten under lagring og transport.
Lav selvtenningstemperatur: Dieselens selvantenningstemperatur er omtrent 220 grader, betydelig lavere enn bensin (rundt 427 grader). Dette muliggjør selvtenning i høy-temperatur, høy-luft uten tennpluggtenning, og danner grunnlaget for kompresjons-tenningsmotorer.
Moderat krav til cetantall: Cetantall måler dieselens selvantennelsesevne. Høyhastighets dieselmotorer krever vanligvis et cetantal mellom 40–60. For lav verdi forårsaker vanskelig start og røff forbrenning; for høy verdi fører til ufullstendig forbrenning og utslipp av svart røyk.
Høyt karboninnhold: Diesel inneholder omtrent 87%–89% karbon, høyere enn bensin (85%–87%). Dette gir større termisk effektivitet under forbrenning, men produserer også mer svevestøv og nitrogenoksider.
