El uso principal de combustible diesel está en motores diesel. La invención del motor diesel se le atribuye a Rudolph Diesel, quien presentó la primera patente de motor diesel en 1892. Su uso de aceite de maní (en lugar de un producto del petróleo) para alimentar un motor, demostrado en la feria de exhibición de 1889 en París, podría considerarse el primer intento de un combustible biodiesel. Diesel percibió el diseño de su motor como una alternativa a otros motores de la época que podría ser utilizado por el hombre común sin depender de la gran industria. Actualmente, existen dos tipos principales de combustible diesel: combustible diesel a base de petróleo (a veces llamado petrodiésel), que se deriva del petróleo; y combustible biodiesel, elaborado con materiales orgánicos como:
El combustible diesel que llega al usuario final comienza su vida como petróleo crudo, el resultado de grandes cantidades de biomasa en descomposición (vegetal y animal) combinadas con presión y calor. Una vez cosechado este aceite base, se transporta a una refinería donde se somete a tres procesos: separación, conversión y purificación. El proceso de separación ocurre en grandes torres de destilación, donde el aceite se expone a un calor extremo, lo que hace que se separe en gases y líquidos. Los productos se separan en función de las diferencias de temperatura entre la parte inferior y superior de la torre. Los productos van desde gas propano cerca de la parte superior, diesel en el medio y lubricantes cerca de la parte inferior. El siguiente paso en la producción de diesel es la conversión, que generalmente implica aplicar un catalizador a algunos de los aceites más pesados del proceso de separación para crear más gasolina, diesel y propano. El paso final del proceso es la purificación y, por lo general, implica exponer los productos a hidrógeno y un catalizador para la eliminación de azufre.
El proceso de producción de biodiesel comienza con aceites vegetales o grasas (también pueden ser grasas animales) que luego se mezclan con alcohol (metanol, típicamente) y un catalizador. Generalmente, la mezcla luego se calienta, haciendo que reaccione, transformando la grasa en glicerina y biodiesel. El exceso de metanol se elimina de ambos productos y, a menudo, se reutiliza. Tanto la glicerina como el biodiésel pueden someterse a una purificación antes de la venta, y este último se destila para eliminar el color.