Primarna upotreba dizel gorivo je u dizelskim motorima. Za izum dizelskog motora zaslužan je Rudolph Diesel, koji je 1892. godine podnio prvi patent za dizelski motor. Njegova upotreba kikirikijevog ulja (umjesto naftnih derivata) za gorivo motora - demonstrirana na sajamskom sajmu 1889. u Parizu - mogla bi se smatrati prvim pokušajem biodizelskog goriva. Diesel je svoj dizajn motora shvatio kao alternativu ostalim motorima tog doba koji bi svakodnevni čovjek mogao koristiti bez ovisnosti o velikoj industriji. Trenutno postoje dvije glavne vrste dizel goriva: dizelsko gorivo na bazi nafte (ponekad se naziva i petrodizel), koje se dobiva iz nafte; i biodizelsko gorivo, izrađeno od organskih materijala kao što su:
Dizel gorivo koje dođe do krajnjeg korisnika započinje svoj život kao sirova nafta, što je rezultat velikih raspadajućih količina biomase (biljne i životinjske) u kombinaciji s tlakom i toplinom. Jednom kada se ovo bazno ulje sakupi, ono se transportira u rafineriju gdje prolazi tri postupka: odvajanje, pretvorbu i pročišćavanje. Postupak odvajanja događa se u velikim destilacijskim tornjevima, gdje je ulje izloženo ekstremnoj toplini, zbog čega se odvaja u plinove i tekućine. Proizvodi se odvajaju na temelju temperaturnih razlika između dna i vrha tornja. Proizvodi se kreću od propanskog plina pri vrhu, dizela u sredini i maziva pri dnu. Sljedeći korak u proizvodnji dizela je prerada, koja obično uključuje primjenu katalizatora na neka od težih ulja iz postupka odvajanja kako bi se stvorilo više benzina, dizela i propana. Posljednji korak u procesu je pročišćavanje i obično uključuje izlaganje proizvoda vodiku i katalizatoru za uklanjanje sumpora.
Postupak proizvodnje biodizela započinje biljnim uljima ili mastima (to mogu biti i životinjske masti) koje se zatim pomiješaju s alkoholom (u pravilu metanolom) i katalizatorom. Općenito se smjesa zatim zagrije, što uzrokuje reakciju, pretvarajući masnoću u glicerin i biodizel. Suvišak metanola uklanja se iz oba proizvoda i često ponovno koristi. I glicerin i biodizel mogu proći pročišćavanje prije prodaje, pri čemu se potonji destilira radi uklanjanja boje.