Der nach Rudolf Diesel benannte Kraftstoff ist ein uneinheitliches, schwer entflammbares Gemisch flüssiger Kohlenwasserstoffe, genauer: Paraffine mit Beimengungen von Olefinen, Naphtenen und Aromaten, die bei der Erdöldestillation gewonenn werden. Definiert wird dieses Gemisch durch Dichte(0,83-0,88 g/ml) und Siedetemperatur (170-360 °C).
Qualitätsanforderungen an Diesel betreffen die Zündwilligkeit (Cetanzahl), das Kälteverhalten (Cloudpoint), den Stockpunkt, den Gehalt unverbrennbarer und rußender Stoffe sowie den Schwefelaneil.
Zur Verbesserung der Treibstoffqualität werden Additive zugesetzt: Cetanzahl-Verbesserer (Salpeter- oder Salpetersäureester), Korrosionsinhibitoren, Fließverbesserer, Tenside (halten die Einspritzdüsen sauber), Entschäumer.
Im Motor wird der Diesel-Treibstoff bei einer Verdichtung von 14:1 bis 25:1 auf 550 - 900 °C erhitzt und verbrennt durch Selbstzündung bei 1500-2200 °C; der Verbrennungsdruck erreicht 50-80 bar.
Die Verbrennung von 1 Liter Diesel benötigt etwa 13 m3 Luft, dabei wird eine Energie von rund 42.000 kJ/kg frei.