Основне використання дизельне паливо є в дизельних двигунах. Винахід дизельного двигуна приписується Рудольфу Дізелю, який подав перший патент на дизельний двигун у 1892 році. Його використання арахісової олії (а не нафтопродукту) для заправки двигуна - продемонстроване на виставковому ярмарку 1889 року в Парижі - можна вважати першою спробою отримання біодизельного палива. Дизель сприймав його конструкцію двигуна як альтернативу іншим двигунам епохи, якими може користуватися повсякденна людина, не залежачи від великої галузі. В даний час існує два основних типи дизельного палива: дизельне паливо на основі нафти (іноді його називають нафтодизелем), яке отримують з нафти; та біодизельне паливо, виготовлене з використанням органічних матеріалів, таких як:
Дизельне паливо, яке доходить до кінцевого споживача, починає своє життя у вигляді сирої нафти, що є результатом великих загниваючих кількостей біомаси (рослинної та тваринної) у поєднанні з тиском і теплом. Після збирання цієї базової олії її транспортують на нафтопереробний завод, де вона проходить три процеси: розділення, перетворення та очищення. Процес розділення відбувається у великих дистиляційних вежах, де нафта піддається сильному нагріванню, змушуючи її поділятися на гази та рідини. Вироби відокремлюються залежно від різниці температур у нижній і верхній частині вежі. Продукція варіюється від газу пропану вгорі, дизеля посередині та мастильних матеріалів знизу. Наступним кроком у виробництві дизельного палива є конверсія, яка, як правило, передбачає нанесення каталізатора на деякі важчі оливи в процесі розділення, щоб створити більше бензину, дизельного палива та пропану. Завершальним етапом процесу є очищення, яке зазвичай включає вплив продуктів на водень та каталізатор для видалення сірки.
Процес виробництва біодизеля починається або з рослинних олій, або з жирів (це можуть бути також тваринні жири), які потім змішують із спиртом (як правило, метанолом) та каталізатором. Як правило, суміш потім нагрівають, змушуючи її реагувати, перетворюючи жир на гліцерин та біодизель. Надлишок метанолу видаляється з обох продуктів і часто використовується повторно. І гліцерин, і біодизель можуть перед очищенням пройти очистку, причому остання переганяється для видалення кольору.