4サイクル・エンジンとは、吸入、圧縮、爆発、排気の4つの行程で1セットを行なうエンジンである。
クランクシャフトが2回転（ピストンは2往復）して上記1セットを行い、動力発生の1動作をしたことになる。
※1ストローク（サイクル）とは、ピストンが上死点から下死点、または下死点から上死点へ運動する1行程をいう。
ディーゼル・エンジンの作動
- ①吸入行程
- ピストンが上死点から下死点に向かって下降し、空気を吸入しながら下死点に達するまでの行程。この間は吸入バルブは開き、排気バルブは閉じている。
空気の吸入効率を高めるため、吸気バルブはピストンが上死点に達する前に開き、下死点を過ぎてから閉じる。 - ②圧縮行程
- ピストンが下死点から上死点に向かって上昇し、吸込んだ空気を圧縮する行程。この間は吸入バルブ、排気バルブ両方閉じている。
この行程で空気を圧縮し、燃料の自己着火温度以上の高温にする。
これで、ピストンは2行程、1往復、クランクシャフトは1回転したことになる。 - ③膨張（爆発）行程
- 圧縮行程の終わり近くで燃料を10MPa以上の高圧にして、噴射ノズルから霧状に噴射すると、圧縮熱によって燃料は自己着火して燃焼し、その爆発圧力でピストンを押し下げて動力を得る行程。この間は吸入バルブ、排気バルブ両方閉じている。
- ④排気行程
- 押し下げられて下死点にあるピストンが再度上死点まで上昇し、燃焼爆発したガスを自己の圧力でシリンダ外に押し出す行程。この間は排気バルブだけが開いている。排気効率を高めるため排気バルブは、ピストンが膨張行程の下死点に達する前に開き、ピストンが排気行程の上死点を過ぎてから閉じる。
これで、ピストンは4行程、2往復、クランクシャフトは2回転したことになる。
※実際のエンジンではガスの流れの慣性を有効利用するため、バルブは上死点と下死点では開閉せず、
開閉時期に進みや遅れを与えている。（バルブ・タイミング）
ディーゼル・エンジンの特徴 
ディーゼル・エンジンの圧縮比は15～22程度で、ガソリン・エンジンに比べて熱効率は高く、燃料消費率は低い。