Az elsődleges felhasználása gázolaj dízelmotorokban van. A dízelmotor találmányát Rudolph Dieselnek köszönhetik, aki 1892-ben nyújtotta be az első dízelmotor-szabadalmat. A földimogyoróolaj (nem pedig kőolajtermék) felhasználása a motor üzemanyagaként - amelyet az 1889-es párizsi kiállításon bemutattak - a biodízel üzemanyag első kísérletének tekinthető. Diesel a motorkonstrukcióját a kor más motorjainak alternatívájaként érzékelte, amelyeket a mindennapi ember használhat anélkül, hogy a nagyipartól függene. Jelenleg a dízelüzemanyagnak két fő típusa van: kőolaj alapú dízelüzemanyag (amelyet néha petrózelinek is hívnak), amely olajból származik; és biodízel üzemanyag, szerves anyagok felhasználásával, például:
A végfelhasználóhoz eljutó dízel üzemanyag nyersolajként kezdi meg életét, nagy, bomló mennyiségű (növényi és állati) biomassza, nyomással és hővel kombinálva. Miután ezt az alapolajat betakarították, egy finomítóba szállítják, ahol három folyamaton megy keresztül: elválasztás, átalakítás és tisztítás. Az elválasztási folyamat nagy desztillációs tornyokban történik, ahol az olajat extrém hőhatásnak teszik ki, ami gázokká és folyadékokká válik. A termékek a torony alja és teteje közötti hőmérséklet-különbségek alapján különülnek el. A termékek között megtalálható a propángáz a teteje közelében, a dízel a közepén és a kenőanyagok az alsó közelében. A dízelgyártás következő lépése az átalakítás, amely általában magában foglalja a szétválasztási folyamat néhány nehezebb olajának katalizátor alkalmazását, hogy több benzint, dízelt és propánt hozzon létre. Az eljárás utolsó lépése a tisztítás, amely általában magában foglalja a termékek hidrogénnek és a kén eltávolítására szolgáló katalizátornak való kitételét.
A biodízel előállítási folyamata növényi olajokkal vagy zsírokkal (ezek lehetnek állati zsírok is) kezdődnek, amelyeket ezután alkohollal (tipikusan metanollal) és egy katalizátorral kevernek össze. Általában az elegyet ezután felmelegítik, aminek következtében reakcióba lép, és a zsírt glicerinné és biodízellé alakítja. A felesleges metanolt mindkét termékből eltávolítják, és gyakran újrafelhasználják. A glicerint és a biodízelt az értékesítés előtt tisztíthatják, az utóbbit desztillálva a szín eltávolítására.