柴油机通过压缩空气产生高热，喷入雾化的柴油后爆炸膨胀，压力直接作用在活塞上，推动活塞沿气缸作不等速的高速直线往复运动。这一系列过程通过活塞销、连杆和曲轴等组成的曲柄连杆机构，将活塞的直线运动转化为曲柄的旋转运动，从而输出机械功。在气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化为机械能的一系列连续过程（进气、压缩、做功和排气）称为发动机的工作循环。根据活塞的往复次数，发动机的工作循环可以分为二冲程发动机和四冲程发动机。二冲程发动机是指活塞往复两个行程完成一个工作循环的发动机，而四冲程发动机则是指活塞往复四个行程完成一个工作循环的发动机。
