柴油机的马力下降，柴油消耗量增加，机油耗损严重，零件磨损或损坏，机器不能正常工作，这些都是柴油机发生故障征兆。这些征兆可由声音、温度、烟色、气味等现象的反常而表现出来。检修时可用以下几种方法。
1．耳听法利用耳朵仔细辨别柴油机是否有金属的敲击声以及其它不正常的声音。由于柴油机产生不正常的响声因素很多，而且由同一因素而产生的响声，又因柴油机温度的高低、负荷的轻重、转速的快漫等原因也有所不同。因此在检查时，根据响声的大小，发出的部位，震动的程序，声音是连续的还是间断的，是尖锐的还是纯哑的，转速低时声音大还是转速高时声音大，是大转速稳定时大还是猛加速时声音大，是无负荷听得清晰还是有负荷时声音听得清晰等情况，逐步掌握规律，判断机器的故障。
2．摸触法用手摸触，柴油机各部的温度、高压油管的震动情况等。
3．部分停止法如柴油机发生排机油故障，怀疑是呼吸气管吸油过多引起的，就暂将呼吸气管拔掉，观察是否还有机油排出；若仍有机油排出，说明不是呼吸管有故障，而是其它部位的故障。
4．比较法分析故障时，对某一部件有怀疑时，可用标准部件替换，比较换件前后工作情况，是否有变化。如果有变化，说明被替换下来的部件有问题，否则没问题。
5．观察法用眼睛观察柴油机各运转部件和接合部位有无松动情况，排气颜色是否正常，有无漏水、漏气、漏油等。
6．试探反证法就是怀疑某部位有问题但又不能肯定时，可使该部位的工作条件或技术状态改变，来判断故障。如压缩力不足，向气缸套部注入几滴机油，来改变压缩性能。如压力增大，说明缸套活塞机构有问题；若压力不增加，说明气门机构有问题。