Η κύρια χρήση του καύσιμο πετρελαίου είναι σε κινητήρες ντίζελ. Η εφεύρεση του κινητήρα ντίζελ πιστώνεται στον Rudolph Diesel, ο οποίος υπέβαλε το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ντίζελ το 1892. Η χρήση του φυστικέλαιου (και όχι ενός προϊόντος πετρελαίου) για την τροφοδοσία ενός κινητήρα - που επιδείχθηκε στην έκθεση του 1889 στο Παρίσι - θα μπορούσε να θεωρηθεί η πρώτη προσπάθεια για ένα καύσιμο βιοντίζελ. Ο Diesel αντιλήφθηκε το σχεδιασμό του κινητήρα ως εναλλακτική λύση σε σχέση με άλλους κινητήρες της εποχής που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί από τον καθημερινό άνδρα χωρίς να εξαρτάται από τη μεγάλη βιομηχανία. Επί του παρόντος, υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ντίζελ: το πετρέλαιο με βάση το πετρέλαιο (μερικές φορές ονομάζεται πετροντίζελ), το οποίο προέρχεται από το πετρέλαιο. και καύσιμα βιοντίζελ, κατασκευασμένα με οργανικά υλικά όπως:
Το καύσιμο ντίζελ που φτάνει στον τελικό χρήστη ξεκινά τη ζωή του ως αργό πετρέλαιο, το αποτέλεσμα μεγάλων, αποσυντιθέμενων ποσοτήτων βιομάζας (λαχανικών και ζώων) σε συνδυασμό με πίεση και θερμότητα. Μετά τη συγκομιδή αυτού του βασικού λαδιού, μεταφέρεται σε διυλιστήριο όπου υφίσταται τρεις διαδικασίες: διαχωρισμός, μετατροπή και καθαρισμός. Η διαδικασία διαχωρισμού γίνεται σε μεγάλους πύργους απόσταξης, όπου το λάδι εκτίθεται σε υπερβολική θερμότητα, προκαλώντας το διαχωρισμό σε αέρια και υγρά. Τα προϊόντα διαχωρίζονται με βάση τις διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ του πυθμένα και της κορυφής του πύργου. Τα προϊόντα κυμαίνονται από αέριο προπάνιο κοντά στην κορυφή, ντίζελ στη μέση και λιπαντικά κοντά στο κάτω μέρος. Το επόμενο βήμα στην παραγωγή ντίζελ είναι η μετατροπή, η οποία συνήθως περιλαμβάνει την εφαρμογή καταλύτη σε μερικά από τα βαρύτερα λάδια από τη διαδικασία διαχωρισμού για τη δημιουργία περισσότερης βενζίνης, ντίζελ και προπανίου. Το τελικό βήμα της διαδικασίας είναι ο καθαρισμός και συνήθως περιλαμβάνει την έκθεση των προϊόντων σε υδρογόνο και έναν καταλύτη για την απομάκρυνση του θείου.
Η διαδικασία παραγωγής βιοντίζελ ξεκινά με φυτικά έλαια ή λίπη (μπορεί επίσης να είναι ζωικά λίπη) τα οποία στη συνέχεια αναμιγνύονται με αλκοόλη (μεθανόλη, συνήθως) και έναν καταλύτη. Γενικά, το μείγμα στη συνέχεια θερμαίνεται, προκαλώντας την αντίδρασή του, μετατρέποντας το λίπος σε γλυκερίνη και βιοντίζελ. Η περίσσεια μεθανόλης απομακρύνεται και από τα δύο προϊόντα και συχνά επαναχρησιμοποιείται. Τόσο η γλυκερίνη όσο και το βιοντίζελ ενδέχεται να υποστούν καθαρισμό πριν από την πώληση, με το τελευταίο να αποστάζεται για να αφαιρεθεί το χρώμα.