Motor în patru timpi
Fiecare mișcare a pistonului de-a lungul cilindrului se numește timp. Cu un motor diesel în patru timpi, pistonul se deplasează în jos pentru prima dată și supapa de admisie se deschide, permițând aerului proaspăt să pătrundă în cilindru. A doua oară, supapa de aspirație se închide și pistonul se deplasează în sus, comprimând astfel și încălzind astfel aerul de deasupra pistonului. Combustibilul este apoi injectat în cilindrul superior al cilindrului. Căldura cauzată de comprimarea aerului determină explozia combustibilului și gazele rezultate forțează pistonul să se deplaseze în jos pe cilindru - acest lucru are loc într-o a treia perioadă numită explozie. La a patra oară, pistonul se deplasează din nou în sus și împinge gazele de eșapament din cilindru prin supapa de eșapament. Supapa de evacuare este apoi închisă și se repetă întregul ciclu de patru. Viteza la care se rotește motorul este controlată de cantitatea de motorină injectată în aerul din cilindru. De obicei, pistoanele se mișcă în sus și în jos de câteva ori pe secundă.
Motor în doi timpi
Nu există supapă de admisie sau evacuare pentru un tip de motor diesel în doi timpi. În schimb, pistonul expune pasajele sau orificiile de admisie și evacuare pe măsură ce se apropie de fundul cilindrului în timpul perioadei de explozie. Aerul proaspăt trece prin conducta de admisie, care împinge gazele de eșapament afară prin conducta de eșapament de pe cealaltă parte a cilindrului. Pistonul se deplasează apoi înapoi pe cilindru, acoperind ambele canale și comprimând aerul de deasupra acestuia. Ca și în cazul ciclului în patru timpi, combustibilul injectat în acest aer comprimat se aprinde și forțează pistonul să se deplaseze în jos în timpul perioadei de explozie. Într-un alt tip de motor diesel în doi timpi, gazele de eșapament sunt forțate de una sau două supape în spațiul superior al cilindrului.