O óleo diesel é uma mistura inflamável de hidrocarbonetos feita pela destilação fracionada do petróleo, que ocorre entre 200 a 360 graus Celsius, que é de 392 a 680 graus Fahrenheit. A mistura é principalmente composta por alcanos, cicloalcanos e hidrocarbonetos aromáticos possuindo entre 12 e 20 átomos de carbono.
Como a maioria das misturas de hidrocarbonetos, o óleo diesel é quimicamente inerte. Suas propriedades químicas o tornam útil como combustível ou, em alguns casos, como solvente, tornando-o semelhante ao querosene. O combustível diesel oxida muito lentamente após exposição contínua ao ar. O óleo diesel pode ser descrito por seu número de cetano, que é uma medida da qualidade da ignição inversamente proporcional ao número de octanas da gasolina. A maioria dos motores a diesel queima combustível diesel com um número de cetano de 50 ou superior.
Fisicamente, o combustível diesel aparece como um líquido incolor a marrom claro com uma gravidade específica de 0,81 a 0,96, tornando-o menos denso que a água. O combustível diesel congela a 8,1 graus Celsius negativos, que é 17,5 Fahrenheit, tornando-o menos adequado para aplicações em climas frios quando comparado à gasolina. O combustível diesel tem uma gravidade específica mais alta, maior viscosidade e menor volatilidade do que a gasolina convencional, mas o combustível diesel contém mais energia por galão do que a gasolina devido à sua densidade mais alta.
