Den primära användningen av dieselbränsle är i dieselmotorer. Uppfinningen av dieselmotorn krediteras Rudolph Diesel, som lämnade in sitt första dieselmotorpatent 1892. Hans användning av jordnötsolja (snarare än en petroleumprodukt) för att driva en motor - demonstrerad på mässan 1889 i Paris - kunde betraktas som det första försöket på ett biodieselbränsle. Diesel uppfattade sin motordesign som ett alternativ till andra tidsmotorer som kunde användas av den vardagliga mannen utan att bero på stor industri. För närvarande finns det två huvudtyper av diesel: petroleumbaserat dieselbränsle (ibland kallat petrodiesel), som härrör från olja; och biodieselbränsle, tillverkade med organiska material såsom:
Dieselbränslet som når slutanvändaren börjar sitt liv som råolja, resultatet av stora, förfallna mängder biomassa (grönsaker och djur) i kombination med tryck och värme. När denna basolja har skördats transporteras den till ett raffinaderi där den genomgår tre processer: separation, omvandling och rening. Separationsprocessen sker i stora destillationstorn där oljan utsätts för extrem värme och orsakar att den separeras i gaser och vätskor. Produkterna separeras baserat på temperaturskillnaderna mellan tornets botten och topp. Produkterna sträcker sig från propangas nära toppen, diesel i mitten och smörjmedel nära botten. Nästa steg i dieselproduktionen är omvandling, vilket vanligtvis innebär att man applicerar en katalysator på några av de tyngre oljorna från separationsprocessen för att skapa mer bensin, diesel och propan. Det sista steget i processen är rening och involverar vanligtvis produkterna för väte och en katalysator för avlägsnande av svavel.
Biodieselproduktionsprocessen börjar med antingen vegetabiliska oljor eller fetter (det kan också vara animaliska fetter) som sedan blandas med alkohol (vanligtvis metanol) och en katalysator. I allmänhet upphettas blandningen, vilket får den att reagera och omvandlar fettet till glycerin och biodiesel. Överskottet metanol avlägsnas från båda produkterna och återanvänds ofta. Både glycerol och biodiesel kan genomgå rening före försäljning, varvid den senare destilleras för att ta bort färg.