柴油发动机的发明源于迪塞尔对汽油发动机效率的不满。他认为，由于汽油发动机的燃烧室中空气和燃料的混合比例无法精确控制，所以燃烧效率较低。此外，他还发现，由于汽油的价格较高，发动机使用成本也较高。
迪塞尔开始研究如何利用更便宜的燃料来推动发动机。他发现，柴油燃料具有更高的能量密度和更低的挥发性，可以在高压下燃烧。他设计了一种新型发动机，其中球形燃烧室内的空气被压缩到高压，然后喷入燃料。燃料随后自燃，推动活塞运动。
1892年，迪塞尔成功地制造出了他的第一个柴油发动机。这台发动机使用的燃料是煤油，功率为3.5马力。随着时间的推移，迪塞尔不断改进他的发动机，使它们更加高效和可靠。他在1900年的世界博览会上展示了一台功率为118马力的柴油发动机，并赢得了金奖。