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平方元基
略歴・人物

身長184cm　B）91cm　W）70cm　H）90cm　S）27.5cm
趣味・特技: 料理、温泉、お酒、旅行
故郷の福岡でバイト暮らしをしていた時に、知り合いを通じて現ホリプロの社長と会ったことが芸能界デビューのきっかけとなり上京した。
子供の頃の夢はパイロット。しかし母親に「元くんはすぐお腹が痛くなるから、500人の命を乗せて空を飛ぶのは責任が重すぎて無理よ」と言われ、諦めることとなった。
2008年放送の『スクラップ・ティーチャー〜教師再生〜』の理科教師役でドラマデビュー。その後も『神の雫』『魔女裁判』『東京リトル・ラブ』などに出演。
2010年4月より放送の『戦国鍋TV 〜なんとなく歴史が学べる映像〜』では、SHICHIHON槍の加藤清正役やホトきんトリオの織田信長役などを演じた。
2011年、25歳の時に『ロミオ&ジュリエット』のティボルト役でミュージカルデビュー。
2021年、ミュージカルデビュー10周年を迎え『メリリー・ウィー・ロール・アロング』の主役フランク役にてミュージカル初主演を務める。
2021年11月17日にミュージカルデビュー10周年を記念したアルバム『PROOF』がホリプロからリリースされた。本人が出演してきた作品の名曲、豪華なゲスト（本役）を迎えたデュエット曲を収録。
2022年5月、舞台『THE 39 STEPS ザ・サーティーナイン・ステップス』にて単独初主演を務める。5月2日、同舞台の1幕終了後に体調不良を訴え、2幕への出演を見合わせ。3日に医療機関で「適応障害」と診断された。4日、当面治療を優先して休養することを発表。『THE 39 STEPS』は公演中止、20日の『My Story, My Song 〜and YOU〜』（シアタークリエ）へのゲスト出演は見合わせ、26日のミュージカルデビュー１０周年記念ライブ「PROOF」は中止となった。
2022年10月7日、活動再開を報告。
東京・TBS赤坂ACTシアターで上演されている舞台『ハリー・ポッターと呪いの子』に新ハリー・ポッター役として出演が決まり、2024年7月8日に3年目キャストとして初日を迎えた。同公演は2025年6月まで公演延長が決定した。
出演 > ワンマンコンサート・ライブ

ミュージカルデビュー5周年記念コンサート『平方元基 Music is Dandy』（2016年11月16日、渋谷区文化総合センター大和田さくらホール）
『平方元基 プレミアム・コンサート2017～Wonderful Memories～』（2017年12月21日、めぐろパーシモンホール 大ホール）
『平方元基 プレミアム・コンサート2019～The Best Triangle Ever～』（2019年12月20日、めぐろパーシモンホール 大ホール）
『平方元基 ミュージカルデビュー10周年記念ライブPROOF』（2022年5月26日、東京国際フォーラム ホールC）
『GENKI HIRAKATA Billboard Live 2024～YOKOHAMA～』（2024年4月15日 - 16日、ビルボードライブ横浜）
『GENKI HIRAKATA Billboard Live 2024～OSAKA～』（2024年4月26日、ビルボードライブ大阪）
出演 > コンサート・イベント出演

戦国鍋TVまさかの1周年記念調子に乗ってCDまで出しちゃいますライブ（2011年5月11日、関内ホール） - SHICHIHON槍 加藤清正 役
梅田芸術劇場10周年記念ミュージカルコンサート『Golden Songs』（2015年2月 - 3月、東京国際フォーラム ホールC・梅田芸術劇場メインホール）
『ミュージカル・ミーツ・シンフォニー 2015』（2015年5月、東京芸術劇場 コンサートホール）
『いまも輝く昭和のスタンダード・ソングス』（2015年10月11日、文京シビックホール 大ホール）
岡田浩暉25周年記念ミュージカルライブ『KOHKI OKADA presents I Love Musical』（2016年2月、東京グローブ座）
『SHOW ル・リアン』（2016年3月 - 4月、天王洲 銀河劇場・サンケイホールブリーゼ）
LINE LIVE『この曲歌って♡イケメンパーティ』（2016年6月）
『ブロードウェイ・ミュージカルライブ concept version vol.1 トニー賞vsアカデミー賞』（2016年6月14日 - 15日、EXシアター六本木）
『LINE＠BUTAKOMEファンクラブイベント 伊礼彼方×平方元基』（2016年12月18日、東急シアターオーブ）
『石井一孝 Christmas concert 2016』（2016年12月23日、浜離宮朝日ホール 小ホール） - ゲスト出演
『伊礼彼方の部屋 ～時空を越えた！トークイベント～』（2017年5月、梅田芸術劇場メインホール） - ゲスト出演
『浦井健治のDressing Room Live at streaming＋』（2020年6月） - ゲスト出演
トーク・ライブ『precious moment』（2020年7月、赤坂ACTシアター） - 司会
LE VELVETS 日野真一郎ソロコンサート【配信】『NUMBER SHOT！（なんばしよっと！）』（2020年8月19日） - ゲスト出演
コンサート『THE MUSICAL BOX〜Welcome to my home〜』（2020年8月29日 - 30日、日生劇場）
『My Story -素敵な仲間たち-』（2020年9月17日、帝国劇場） - ゲスト出演
【配信】トークイベント『井上芳雄 The Amazing 3』（2020年10月5日） - ゲスト出演
『ホリプロミュージカル・コンサート』（2020年12月13日、新国立劇場 中劇場）
the Wonder『MIYA COLLECTION』（2021年2月、日本青年館ホール・梅田芸術劇場メインホール） - ゲスト出演
『浦井健治 20th Anniversary Live』（2021年4月20日、東京国際フォーラム ホールA） - ゲスト出演
『My Story, My Song ～and YOU～』（2022年5月20日、シアタークリエ） - ゲスト出演
Thanks Musical Concert 『A Gift For You』（2022年12月27日 - 28日、日生劇場）
『古川雄大 The Greatest Concert vol.2 -A Musical Journey-』（2023年2月18日、日本青年館ホール） - ゲスト出演
『柿澤勇人デビュー15周年記念LIVE “First And Last”』（2023年5月30日、LINE CUBE SHIBUYA） - ゲスト出演
明日海りお 20th Anniversary Rio Asumi sings dramas『ヴォイス・イン・ブルー』（2023年9月17日、東京国際フォーラム ホールC）- ゲスト出演
『Yuichiro & Friends-Singing! Talking! Not Dancing!-』（2024年1月 - 2月、シアタークリエ・梅田芸術劇場シアター ドラマシティ） - ゲスト出演
出演 > テレビドラマ

スクラップ・ティーチャー〜教師再生〜（2008年10月 - 12月、日本テレビ） - 柄谷信人 役
神の雫（2009年1月 - 3月、日本テレビ） - 木戸竜介 役
RESET 第13話（2009年4月、日本テレビ） - 佐伯岳人 役
魔女裁判（2009年5月 - 7月、フジテレビ） - 相馬卓 役
猿ロック（2009年8月、読売テレビ） - 高瀬 役
恋のから騒ぎドラマスペシャルEpisode VI 『教祖と呼ばれた女』（2009年9月、日本テレビ）
トリハダ〜夜ふかしのあなたにゾクッとする話を 第6弾 第六話『無欲で得た悲劇の主人公の座』（2009年10月7日、フジテレビ） - 主役
東京リトル・ラブ ファースト・サードシーズン（2010年4月 - 6月・8月 - 9月、フジテレビ） - 川口公史 役
祝女〜shukujo〜 サマースペシャル（2010年8月21日、NHK総合）- 青年・三太 役
出演 > バラエティ・その他

戦国鍋TV 〜なんとなく歴史が学べる映像〜（2010年4月 - 2011年9月・2012年4月 - 9月、独立U局）
SHICHIHON槍 - 加藤清正 役
家康徳川の統べりたい話・徳川十五代将軍 - 徳川綱吉 役
ホトきんトリオ - 織田信長 役
歴史秘話ヒストリア『美しき武将　戦国アニキの秘密』（2012年5月16日、NHK） - 長宗我部信親 役
歴史秘話ヒストリア『源の義経 vs. 平家のプリンスたち〜最終決戦！壇の浦への道〜』（2012年12月5日、NHK） - 平知盛 役
『痛快TV スカッとジャパン』（2015年2月23日・5月11日、フジテレビ）
テレビ朝日『笑×演』（2017年5月10日、テレビ朝日）
wowow 福田雄一×井上芳雄『グリーン&ブラックス』 #5 - #12・#16・#31・#34 - #36・#49・#50（2017年4月 - 、WOWOW）
プリンスロードVOL.2 〜2019 - 2020 ミュージカル大辞典〜（2019年8月25日、CSテレビ朝日チャンネル）
プリンスロードVOL.9～「ロミオ＆ジュリエット」「マタ・ハリ」「メリリー・ウィー・ロール・アロング」夏の大作ミュージカルSP～（2021年5月23日、CSテレビ朝日チャンネル）
『ヨーロッパ街角中継 4Kで旅する 音楽と祈りのクリスマス』（2022年12月17日、NHKBSプレミアム／NHKBS4K）
『生中継！第76回トニー賞授賞式』（2023年6月12日 、WOWOW）
出演 > 映画

もうしません!（2015年10月10日公開） - 東誠一郎 役
出演 > ラジオ

平方元基　はじめさせていただきます。（2018年10月2日 - 2019年3月26日、文化放送）
出演 > 声の出演

サンリオピューロランド・メルヘンシアター ミュージカル『不思議の国のハローキティ』 - ハートのジャック 役
出演 > ミュージックビデオ

RAM WIRE「花水木」 watch on YouTube
CD・DVD > CD

Album CD 『G Voice』（2013年9月3日、TimeArt Entertainment）
平方元基ミュージカル・デビュー10周年アルバム『PROOF』（2021年11月17日、ホリプロ）
CD・DVD > DVD

Live DVD 『G Voiceライブ＆トーク2013』（2014年6月7日、TimeArt Entertainment）
CD・DVD > 公演CD

ミュージカル『ロミオ＆ジュリエット』ハイライト・ライブ録音盤/城田優ver.(2012年3月15日）
『レディ・ベス』ハイライト・ライヴ録音盤CD（2014年7月19日）
CD・DVD > 公演DVD

『王家の紋章』2017年版キャストDVD Hapi(ナイルの神)バージョン（2017年10月31日）
『レディ・ベス』2017年版キャストDVD　Flower version（2018年5月30日）
銀河鉄道999 40周年記念作品 舞台『銀河鉄道999』〜GALAXY OPERA〜（2018年12月19日）
銀河鉄道999 劇場版公開40周年記念作品 舞台『銀河鉄道999』さよならメーテル〜僕の永遠（2019年09月27日 ）
CD・DVD > その他CD

ホリプロ60周年オールスターミュージカルCD（2枚組）スタジオ録音盤（2021年3月31日）
書籍 > 写真集

平方元基写真集『N.Y』（2015年2月13日、ホリプロ）
平方元基写真集『Off the Day』（2017年6月9日、ホリプロ）
書籍 > フォトブック

平方元基フォトブック『SEASONS』（2020年2月1日、ホリプロ）
書籍 > その他書籍

『レディ・ベス』とクンツェ＆リーヴァイの世界（2014年05月08日、STAGE SQUARE特別編集HINODE MOOK50）
単行本『Actor’s Mind 気鋭のミュージカル俳優たち』（2016年8月、徳間書店（トリックスター編集部））
書籍『これさえあれば。』（2017年4月、宮澤佐江 著／ぴあ）
anan特別編集 ミュージカル エリザベート Anniversary Book 2000-2022（2022年11月1日、MAGAZINE HOUSE MOOK）
ディーゼルエンジン

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: 「ディーゼル」はこの項目へ転送されています。 燃油については「軽油」をご覧ください。  その他については「ディーゼル (曖昧さ回避)」をご覧ください。
ルドルフ・ディーゼルの特許に基づく最初期の単気筒ディーゼルエンジン（1898年 Langen & Wolf製 出力14.7 kW）
鉄道車両（国鉄183系気動車）用の高速ディーゼルエンジンの一例。DML30HSI形ディーゼルエンジン
180°V型12気筒排気量30 L(440 PS/1,600 rpm)
4サイクル・ディーゼルエンジンの動作
ディーゼルエンジン（英: Diesel engine）は、ディーゼル機関とも呼ばれる内燃機関であり、ドイツの技術者ルドルフ・ディーゼルが発明した往復ピストンエンジン（レシプロエンジン）である。1892年に発明され、1893年2月23日に特許が取得された。
ディーゼルエンジンは燃焼方法が圧縮着火である「圧縮着火機関」に分類され、ピストンによって圧縮加熱された空気に液体燃料を噴射することで着火させる。液体燃料は発火点を超えた圧縮空気内に噴射されるため自己発火する。
実用化された単体の熱機関としては最も熱効率に優れる種類のエンジンであり、また、軽油・重油などの石油系の他にも、発火点が225 ℃程度の液体燃料であれば、スクワレン、エステル系など広範囲に使用可能である。汎用性が高く、自動車用小型高速機関から巨大な船舶用低速機関まで、さまざまなバリエーションが存在する。
エンジンの名称は発明者にちなむ。日本語表記では一般的な「ディーゼル」のほか、かつては「ヂーゼル」「ジーゼル」「デイゼル」とも表記された。日本の自動車整備士国家試験ではジーゼルエンジンと表記している。
仕組み

ピストンで空気を燃料の発火点以上に圧縮加熱し、そこに燃料を噴射して自己発火させる。これにより生じた燃焼ガスの膨張でピストンを押し出す「圧縮着火拡散燃焼機関」である。ディーゼルエンジンの本質は「点火装置が不要な内燃機関」である。
ディーゼルエンジンは、4ストロークサイクルと、2ストロークサイクルに大別される。理論サイクルの分類では、低速のものがディーゼルサイクル（等圧サイクル）、高速のものはサバテサイクル（複合サイクル）として取り扱われる。
ディーゼルエンジンは燃料噴射量で出力を制御するため、スロットルバルブを必要としない。すなわち、常時吸入空気余剰の希薄域で運転される。ただし、不均一な拡散燃焼のため、全体では希薄であっても、部分的に燃え残りの粒子状物質 (PM)が発生する。同時に、燃料が希薄な領域では窒素酸化物（NOx）が発生することになる。
燃料噴射装置を用いて燃焼室に燃料を高圧で噴射する。燃焼室形状の違いで、単室の直接噴射式と副室式（予燃焼室式・渦流室式）に分かれる。1990年代以降に燃料噴射圧を上げることが可能になったため小排気量エンジンでも直接噴射式が主流であり、乗用車や小型商用車など、気筒あたりの容積が700 cc 程度より小さいエンジンで一般的であった副室式は、窒素酸化物（NOx）と未燃焼炭化水素の発生は少ないが、低効率のため使われなくなった。今日ではディーゼル燃料で大型ガスエンジンを点火するときに副室式が用いられる。
特徴

ディーゼルエンジンは圧縮着火のため高圧縮比となる。一般にピストンエンジンは圧縮比＝膨張比であることから、高圧縮比、高膨張比エンジンとすると熱効率が高まる。圧縮比を上げることを気体の熱力学だけで解析すると、対数的に効率は上がり続けるものの圧縮比15を超えると伸び悩む。一方で高圧縮は摩擦損失と可動部品の重量増による慣性損失を増大させ、特に高回転で機械損失が急増する。また高圧縮になるほど着火しやすいが、むしろ着火により完全燃焼しにくくなるため、適正な圧縮比は14台だといわれている。膨張比はより大きくても良い。ただし、低温時や高地でのエンジン始動性のため圧縮比は14より大きいものが多い。
ディーゼルエンジンは高圧縮比エンジンなので発火点さえ確保できれば精製度の低い安価な燃料を使用できる（重油やいわゆるサラダ油・廃潤滑油も使用できる。ただし場合によりアセトン・ナフサ・アルコールおよび予熱で流動性を高める必要がある）。ただし、その実現には高価な前処理装置や特殊なエンジンオイルが必要になる。低燃費だがエンジン本体に高い圧縮比に耐え得る構造強度が必要になるため大きく重くなり、初期費用が高い。稼動回転域はガソリンエンジンより低回転でかつ狭いため、車両の発進には有利だが、より多段の変速機が必要になる。
拡散燃焼の特徴から気筒容積あたりの出力が低い代わりに、気筒容積に制限がなく、巨大なエンジンを実現できる。熱効率は良いので必要な出力が得られるまでエンジンを大型化することができる。この場合、大型ほど低速回転になるが、これは大型船舶など低速回転・大出力が必要な用途においては極めて都合がよく、実際に超大型低速ディーゼルエンジンが大型商船の主機関として広く用いられている。
空気だけを圧縮した中で燃料が自己発火するため、予混合燃焼ガソリンエンジンで問題となるノッキング（というよりノッキングの原理を逆用して着火させるようなものである。）やデトネーションが発生しない。そのため過給による吸入充填量の増加で気筒容積あたりの低出力を補うことが容易である。スロットルバルブを持たず低速でも排気圧力が高いことから、ターボチャージャーにより排気エネルギーの一部を回収し、効率を維持したまま排気量1リットル当たりの出力を100馬力程度からそれ以上にすることも可能である。
特徴 > 4ストロークと2ストローク

一般的な中速、高速ディーゼルエンジンには4ストローク機関が使われ、大型船舶や大型発電には、低速2ストローク・ユニフロー掃気ディーゼルエンジンが使われている。2ストロークエンジンで新気をシリンダーに送り込むためには、何らかの過給が必要となる。ガソリンエンジンでは安価なクランクケース圧縮が使われているが、ディーゼルエンジンでは過給機と頭上排気弁を併用するユニフロー掃気ディーゼルターボエンジンだけが生産中である。
4ストロークサイクル・ディーゼルエンジンの各行程:
吸入行程 - ピストンが下死点まで下がり、空気をシリンダー内に吸い込む
圧縮行程 - ピストンが上死点まで上がり、空気をシリンダー内で圧縮加熱する
膨張行程 - 燃焼室内の高温高圧の空気に燃料を噴射すると、燃料が自己発火し、膨張した燃焼ガスがピストンを下死点まで押し下げる
排気行程 - フライホイールの慣性や、他の気筒での膨張などによりピストンが上死点まで上がり、燃焼ガスをシリンダー外に押し出す
2ストロークサイクル・ディーゼルエンジンの各行程（ユニフロー掃気の場合）:
上昇行程 - ピストンの上昇によって掃気ポート、排気弁の順にふさがれ、前半までに掃気が完了し、後半（過半）で圧縮が行われる。その後に圧縮上死点付近で燃料を噴射し点火する。
下降行程 - 前過半で膨張が行われた後、排気弁が開き、内圧が下がり、直後にピストンの下降によって掃気ポートが開き、吸気が排気を押し出す、掃気が始まる。
特徴 > 燃焼行程

拡散燃焼
ディーゼル機関は噴霧燃焼における液滴の拡散燃焼である。燃焼室内の圧縮加熱した空気に液体燃料を噴射すると、複数の微細な液滴が蒸発しながら、個別に表面の拡散域が燃えやすくなり、自己発火と拡散燃焼を繰り返し、隣の液滴に燃え拡がる。近年、液滴間の燃え拡がりの主要因は着火に伴うマランゴニ対流による蒸発ガスの噴出で、着火を伝播すると分かった。そして重力下では高圧になるほど、自然対流により、マランゴニ対流が阻害され、燃え拡がり速度が低下する。その他、高圧になるほど熱拡散率と物質拡散係数も減少するため、燃え拡がり速度に限界がある。
拡散燃焼は一気に着火、燃焼しないので、火花点火・均一予混合燃焼で起こる点火プラグを起点に広がる火炎面の伝播はない。適切な着火遅れは拡散、混合域の拡大により、良好な拡散燃焼をもたらし、燃焼室の隅には空気だけが止まっているので圧縮比が高くても異常燃焼によるノッキングは発生しない。ただし低温始動時や着火性の悪い燃料では長い着火遅れから一気に予混合的に燃焼するディーゼルノックが発生する。
軽油ディーゼルが確実に低温始動するため圧縮比を16 - 18程度にしてきた。この高圧縮比では暖機後の高負荷時に大量の燃料噴射が行われると、燃焼室が大幅に発火点を超えているため、燃料が著しく不均一で濃い領域において、気化する前の液滴まで早期に発火し低酸素状態で不完全燃焼して大量のスス状PMが発生していた。PMは発がん性のある大気汚染物質となる。本来は十分に拡散して気化しかけている液滴の表面から内部に向かって完全燃焼したい。さらに完全燃焼する条件でも空気余剰の燃焼ガスが高温、高圧となるため、余った酸素と窒素が結合し窒素酸化物（NOx）も大量発生する。
従来は「圧縮着火」の条件を優先し、「拡散燃焼」にとっては高圧すぎて、過早着火による不完全燃焼により排気ガスが汚く、効率も低下していた。高圧縮の問題を低減しつつ、上死点で点火したときの十分な膨張比を考えると、自動車用軽油ディーゼルの圧縮比は14台が良いとされている。この圧縮比で燃料が自己発火できる手段として燃料噴射の高圧化と多段噴射が必要になる。高圧燃料噴射で油滴を微細化して気化しやすくし、多段燃料噴射によって空気を含んだ拡散領域を拡大し、高温になりすぎない雰囲気で完全燃焼をさせる。低温始動には#予熱機構を拡充する。
このような不均一な拡散燃焼とは均一混合気が燃焼室全体に広がる前に発火しているに等しいので原理的にシリンダー容積を使い切ることが難しく、容積あたりの出力が低い。高圧縮であることから燃焼速度が遅く、高回転で運転できない。
PCCI（予混合圧縮着火）
1995年にはディーゼル機関の低負荷領域でPCCI（Premixed Charged Compression Ignition、〔不均一〕予混合圧縮着火）が実用化される。これは吸気過程で燃料を噴射し不均一な予混合気を生成した後に一気に圧縮着火させるもので、制御されたノッキングと言えるものである。予混合燃焼なのでPMが発生しないうえに、EGRと併用して低負荷時の燃焼温度を低下し、ディーゼルノックとNOxを低減しながら、希薄燃焼による燃費を向上する手段とされている。
ただしPCCIは高負荷時には激しいディーゼルノックを発生させるため使用できない。高負荷時の有害排気低減には圧縮比14台で、きれいな拡散燃焼を実現することが必要になる。
特徴 > 燃料噴射装置（燃料噴射ポンプと燃料噴射弁）

→詳細は「噴射ポンプ」を参照
ディーゼルエンジンにおいて燃料噴射が着火と燃焼の制御手段なので、噴射装置は重要な部品となる。現在2,000 bar（約2,000気圧）程度の高圧と多段噴射が必要とされており、かなりの高額部品になっている。自動車用ディーゼルエンジン・コストの半分は燃料噴射系で占める。
初期から50年ほどは大型エンジンの起動用と共有する圧縮空気で燃料を噴射する「空気噴射」もあったが、効率が悪く圧力を高められないために廃れた。燃料だけを高圧噴射する「無気噴射」になった後の経緯を以下に示す。
特徴 > 燃料噴射装置（燃料噴射ポンプと燃料噴射弁） > 従来の方法

かつてはプランジャーポンプの一行程の加圧と吐出だけで一回の燃料噴射を実現する「ジャーク式」ポンプだったので、多段噴射できなかった。噴射量は機械制御によるプランジャーの有効ストローク量で決まった。従来のジャーク式ポンプはエンジン回転数や負荷によって燃料圧力と噴射量が変化する欠点がある。燃料噴射弁は燃料圧力の増減で従属的に自動開閉するものだった。いずれも噴射ポンプと噴射弁の間にある長い噴射管を毎回低圧に戻す影響のため、噴射圧が低く、近年では使われなくなってきた。
特徴 > 燃料噴射装置（燃料噴射ポンプと燃料噴射弁） > 近年の動向

1990年代後半から以下の方法で高圧燃料噴射を電子制御している。基本的にポンプで加圧だけを分担し、従属弁との間に配置した電子制御弁が噴射量とタイミングを分担する。
補機類

ディーゼルエンジンではガソリンエンジンとは異なる特性に応じた装置が必要になるため、かなりの高コストになる。上記の燃料噴射装置や後段の排ガス対策用の後処理装置が代表例であるが、これら以外でも、原理的に振動と騒音が大きくなるため、ディーゼルエンジンでは2次バランサーを追加したり、防振ゴムによる固定に高度な技術が使用され、また大型車に圧縮開放ブレーキも使用される。
補機類 > 燃料油清浄機

燃料油清浄機はC重油から不純物を取り除く装置。1950年ごろ舶用大型ディーゼルエンジンで安価なC重油を使うために開発された燃料の前処理装置。それまでディーゼルエンジンは一定水準以上のグレードにあるA重油までしか使えなかった。C重油は製油残渣といえる劣悪な燃料で、不純物の混入が前提となる。燃料油清浄機は残渣油を加熱して流動性を高めてから、水分や固形分を遠心分離機で取り除き、さらにフィルターで濾過して細かな混入物の除去を図る。
安価を求める残渣油は軽質油を蒸留した残り物なので、製油技術が向上し、利用価値のある各種成分を高度に分留できるようになるにつれ、残渣部は相対的に低質化していく。したがって一定品質に止まらないため、燃料油清浄機も高性能化を求められる。1970年以降に製油法の進展によって導入された接触触媒分解装置からアルミナ、シリカ微粒子が残渣油に混入するようになり、ピストンリング、シリンダーライナー、燃料ポンプを短時間で損傷する事故が多発するようになった。燃料油分析サービスと併用して事故の防止を図っている。
補機類 > 予熱機構

火花点火のような着火機構を持たず、着火には空気の断熱圧縮による高温を利用しているため、寒冷地での長時間停車後など燃焼室が冷え切った状態からの始動や、標高が高く空気密度が小さいところで始動する場合は、吸気が着火に必要な温度に達しないことがあり、「予熱」が必要となる。燃焼室内に頭部を露出させた「グロープラグ」で予熱を行ったり、場合によりインテークマニホールド直前に置かれた「インテークヒーター」で吸気を加熱する。マツダのSKYACTIV-Dでは始動にはグロープラグを用い、始動直後には可変排気弁の遅閉じによって高温の排気ガスを吸気管に吹き返して（内部EGR）、吸気を暖めている。
補機類 > スターターモーター

小型ディーゼルエンジンの始動にはガソリンエンジンと同様にスターターモーターによってクランク軸を回転させ、燃焼サイクルを開始するが、圧縮比が高いため、同程度の排気量に対して2 - 3倍程度に大きな出力のスターターモーターを備える必要があり、自動車などでもバッテリーを2個直列にして電装系を24 Vとするものがある。
大型エンジンの始動には圧縮空気をシリンダー内に吹き込み、ピストンを直接動かすための装置が必要となる。あらかじめ補助動力装置を起動して発電や圧縮空気を生成しておく場合が多い。
補機類 > エンジン停止機構

ディーゼルエンジンは着火に電気を用いていないため、エンジンキーをオフの状態にし（バッテリーからの電源を断つ）ても停止しない。運転を停止させる方法には以下の3種類がある。
補機類 > エンジンオイル

エンジンオイル#ディーゼル車も参照。ディーゼルエンジンでは正しく添加剤が加えられたエンジンオイルでないと、シリンダー内の燃料の燃え残った微粒子が、ピストン側面のトップリング付近でエンジンオイルの主成分である鉱物油と結合して沈積物を作り、リングを固着する「リングスティック」という現象が起きる。これを防止するために、エンジンオイルにはピストンリング付近に溜まる燃え残り、つまり「煤」や「スラッジ」を洗い流してエンジンオイル中に分散させる清浄分散剤が加えられる。また、排気（EGR）やブローバイガスの還流で、それらに含まれる硫黄などによる酸でエンジンオイルが変質するのを防ぐ酸化防止剤や、腐蝕防止剤、粘度を適正に保つ粘度指数向上剤も加えられている。
船舶用潤滑油についての詳細はユニフロー掃気ディーゼルエンジン#船舶用を参照されたい。船舶用ディーゼルは大別して中・高速なトランクピストン式4ストロークと、低速なクロスヘッド式2ストロークに分けられ、前者のトランクピストン式の潤滑油は一般的な高速ディーゼルエンジンに近い。しかし後者のクロスヘッド式は大量に硫黄分の残留するC重油を使う特大型ディーゼルエンジンとなり、シリンダライナ潤滑用のシリンダ油とそれ以外の潤滑を行うシステム油の2種類が存在する特徴がある。シリンダ油は燃焼後に発生する硫酸成分を中和するために塩基価（アルカリ価）の高い「高アルカリ価シリンダ油」が求められる。中和しないとエンジン内部がすぐに腐食してしまうためである。
補機類 > エンジンオイルフィルター

ディーゼルエンジンのエンジンオイルは、ガソリンエンジンのものに比べ、早期に多くの微粒子を取り込むため、オイルフィルターは大型で高効率なものが使われる。一部エンジンでは、本来のオイル流路とは別に設けられた、遠心式や吸着式によるバイパス式フィルターで微粒子を取り除いてオイルパンに戻すものもある。
不純物の多いC重油を使うディーゼル機関では、シリンダー部を潤滑した高アルカリ価シリンダ油は汚すぎてフィルタでも再利用できず廃油となる。その代わりクランク室はシリンダ室とは分離され独立のオイル経路で循環して潤滑される。
補機類 > 真空ポンプ

ディーゼルエンジンは、スロットルバルブが不要なことや吸気脈動が大きいことなどで、ガソリンエンジンと比較してインテークマニホールドでの負圧生成には適していない。そのため、真空倍力式のブレーキブースターを用いるディーゼル車では、Vベルトやギヤで駆動する専用の真空ポンプと、負圧貯蔵タンクを備えている。
このポンプの潤滑にはエンジンオイルが兼用される。
ガソリンエンジンとの比較

大型低速であるほどディーゼルエンジンの長所が引き立ち、短所が目立たなくなる傾向にある。逆に小型高速ではガソリンエンジンが有利になる。このため小型車のエンジンはガソリンで、大型車のエンジンはディーゼルになることが多い。鉄道の気動車はディーゼルがほとんどであり、船舶も、軍用や高速船、小型船（20トン未満）の船外機などの例を除き、ディーゼルエンジンであることが一般的である。
ガソリンエンジンは点火方式が「火花点火」、燃焼方式が「均一予混合燃焼」である。あらかじめ燃料を気化させた混合気をシリンダーに吸入、圧縮したのち、電気火花により点火する。均一混合気に満たされた燃焼室に火炎面伝播が発生し燃焼域が半球状に広がって間欠燃焼する。シリンダー直径が大きすぎると火炎伝播速度が間に合わずシリンダーの外周に近い混合気まで点火できなくなるので、シリンダ直径（ボア）に限界（自動車用の場合10 cm、容積で800 ccほど）がある。一方で予混合燃焼では粒子状物質  (PM) は発生しない。ただし圧縮行程で燃料噴射する直噴ガソリンエンジンは気化できない液滴の残る不均一な成層燃焼なので、粒子状物質が発生する。
ディーゼルエンジンは拡散燃焼なので容積に制限はない。ただし、高圧下の拡散燃焼速度は遅いので大容積エンジンは低回転に限られる。これは、むしろ大型船舶やポンプ、発電機などの大出力エンジンにとって都合が良い。1万馬力を超える巨大出力の歯車減速機は信頼性に乏しいので、低速エンジンの直接出力が求められるため。ただし速度変化の激しい車両には多段変速機が必要になる。
ガソリンエンジンは混合気の吸入量をスロットルバルブによって絞ることで出力を制御するのに対し、ディーゼルエンジンは燃料噴射量だけで出力制御するため、ポンピングロスが少なく、効率が良い。また同じ理由でディーゼルは負荷変動によって空燃比も変わり、全般的にも希薄燃焼であり、理想空燃比は実現できない。これは容積あたりの燃料の充填が少ないことを意味し、気筒容積あたりの出力が低い傾向にあるが、過給により補完できる。特にスロットルがないため低回転から排気量が多いのでターボチャージャーとの相性が良い。
ただし、最近では両者の構成が近づいている。2012年に圧縮比を同じ14にした、高圧縮比ガソリンエンジンと低圧縮比ディーゼルエンジンがマツダから出荷されている。他社のガソリンエンジンでも吸気の可変バルブタイミング機構により吸入量を変えたり、低温多量EGRバルブにより排気と吸気の割合を変えて出力を調整するようになり、スロットルバルブは必須でなくなった。これらの改善のため近年ガソリンエンジンの効率が上昇し、ディーゼルとの差が縮まっている。
さらに事実上、同じ点火、燃焼モードを持つエンジンが開発中である。まず、ガソリン燃料でありながら圧縮比14台にて圧縮着火を目標としているHCCI（Homogeneous-Charge Compression Ignition:（均一）予混合圧縮着火）エンジンが開発中であり、通称ディゾットエンジンとも呼ばれる 一方で、1995年にはディーゼルエンジンでありながら低負荷領域で予混合を用いる PCCI（Premixed Charged Compression Ignition:（不均一）予混合圧縮着火）が実用済みであるなど、ガソリンとディーゼルエンジンの区分けが曖昧になりつつある。
ガソリンエンジンとの比較 > 長所 > 燃費・効率面

圧縮比が高く、燃焼室内の空気過剰率が大きいため、作動ガスの比熱比が高く図示熱効率が高い（投入したエネルギーに対して燃焼ガスの温度上昇に使われる割合が低い）と言われている。ただし、これは大型低速エンジンの場合であり、高速エンジンでは損失も多い。2010年現在の大型舶用ディーゼルの熱効率が50 %に達するのに対し自動車用ディーゼルの熱効率は40 %、ガソリン機関の熱効率が30 %程度、ガソリンアトキンソンサイクル機関の熱効率は30 %台後半である。また重量、負荷変動、速度、変速の効率が加味される自動車の走行パターンを与えた場合には差が縮まる。以下に乗用車用エンジンのトップランナー方式の実効率の報告書の結果を示す。2005年の予備調査のときより2010年の結果のほうが、Tank to Wheel効率の差は半分に縮まっている。同じ程度の排気規制を満たすために差が縮まったともいえる。
この報告書の効率の算出方法について、まず燃料を比較すると軽油はガソリンに比べ密度が12 %大きく、容積あたりの熱量も9 %大きい。しかし質量あたりの熱量は5 %小さい。熱量あたりの二酸化炭素（CO2）発生量は2.5 %多く、質量あたりのCO2発生量は2 %少ない。容積あたりのCO2発生量は10 %多い。このような燃料の異なるエンジンを燃料の容積や質量単位で比べられないため、生産エネルギーと消費エネルギーとを比べている。
このように補正したTank to Wheel効率ではJC08モードでディーゼルはガソリンより3.5 %しか良くない。ただし、10・15モードなら8.5 %良い。さらにWell to Wheel総合効率のJC08モードの効率とCO2排出量では11 %良い。さらに Well to Wheel総合効率の10・15モードのCO2排出量では18 %良い。
まとめると、自動車用ディーゼルは現在の厳しい排気規制の下でもJC08モードのTank to Wheel効率ではガソリンエンジンより3.5 %エネルギー効率が良いが、軽油の熱量あたりのCO2発生量は2.5 %多く、クルマ単体でのCO2の排出量の差はほとんどない。ただし、Well to Wheel 総合効率のJC08モードのCO2排出量で11 %良い結論は変わらない。これはガソリンの精製に軽油よりもエネルギーを消費しているためである。
車両用ディーゼルは高速道路の定速走行など負荷が一定の状態なら熱効率どおりにガソリンより3割ほど効率が良い。しかし常用回転域が狭いことから市街地走行のような負荷変動と加減速を含む走行パターンでは一気にガソリンとの差がなくなる。変速が単純な10・15モードの効率がJC08モードより良いことからうかがえる。
ガソリンエンジンとの比較 > 長所 > 構造・動作面

ディーゼルエンジンには点火装置とスロットルバルブが不要であるため、構造が単純化でき、信頼性が高い。
ディーゼルエンジンは拡散燃焼の範囲であれば圧縮時の筒内が空気だけなので、過給してもプレイグニッション・ノッキングやデトネーションがない。スロットルバルブがないため、低速でも排気が多く、ターボチャージャーとの相性が良く、容積あたりの低出力を補うことができる。さらに大型エンジンでは排気エネルギーを出力軸に、より多く回収するターボコンパウンドも可能である。
ガソリンエンジンには点火時の火炎の伝播速度によりシリンダ直径に限界があるのに対し、ディーゼルエンジンにはその限界がないので大型化に適している。ガソリンエンジンでは、多気筒化で排気量を確保して高トルクを得るか、高回転化で出力を上げなければならないのに対し、ディーゼルエンジンでは気筒容積の拡大で可能となり、構造が単純化されフリクションロスも抑えられ、熱効率が高まる。大型エンジンほどディーゼルエンジンの利点が活きてくる。
ディーゼル燃料の引火点はガソリンに比べて80 ℃ほど高いため、爆発・火災事故に対する余裕が大きい。特に被弾することを前提とした軍用車両で、このメリットが大きい。軍用車両のエンジンは航空燃料のJP-8等と併用することも考慮され、ディーゼル化を進めている。ガスタービン燃料は軽油よりも上質油であるが、燃料を共有することで有事の兵站が合理化される。
ガソリンエンジンとの比較 > 長所 > 構造・動作面 > 逆回転運転

→詳細は「2ストローク機関 § リード式吸気弁」、および「ガソリン直噴エンジン § 欠点」を参照
ディーゼルエンジンのうち、4ストローク機関は吸気系統側に掃気用の補機を持たず、噴射ポンプでシリンダー内に直接燃料を噴射する構造のため（ガソリン直噴エンジンを除く）、ガソリンエンジンと異なり始動時に何らかの方法でクランクシャフトを逆方向に回転させることにより、逆回転運転をさせることができる。例えば、自動車の場合は変速機を前進ギアに入れた状態で車体を後進方向に押したり、坂道で下り方向に空走させたりすると、クランクシャフトは逆回転するため、デコンプを開いておくなど始動の予防措置を講じない限りは逆回転状態でエンジンが押しがけ始動してしまう危険性がある。自動車でこのような状態になると、変速機が前進ギアの際に車体は後退し、後進ギアの際に逆に前進が行われることになる。この現象は事故や労働災害を誘発する原因になる一方で、船舶などその特性を活用することで変速機を介することなく逆回転運転のみによる後退運転が可能となることも意味している。
4ストロークディーゼルで逆回転運転が始まった場合、吸排気弁の機能が逆転するため、排気管から吸気し、エアフィルター側に排気が行われる。また、カムシャフトのバルブタイミングや噴射ポンプの噴射タイミングも適切に反転させたものを使用しなければ十分な出力性能が得られないため、自動車ではあまり実用的とはいえないが、中・小型船舶用機関では古くはMANやスルザー、B&Wなどが前進用と後進用の2系統のカムシャフトを可変バルブ機構で4ストロークディーゼルの逆回転運転による後退航行を実現しており、航空用エンジンではダイムラー・ベンツ DB 602が同様の機構を有していた。しかし、今日では小型船舶ではこのような逆回転運転機構ではなく、油圧または電動の遠隔操作で断続されるクラッチと 後退用ギアボックスを組み込むことで後退航行が行われている。
なお、2ストローク機関では逆回転運転をさせても掃気孔と排気弁または排気孔の機能が逆転せず、掃気ポートタイミングも変化しないため、リードバルブ式ガソリンエンジン・ユニフローディーゼルエンジンどちらでも逆回転運転は可能であり、ディーゼルエンジン特有の長所とはなっていない。ただし、ガソリンエンジンでは逆回転が後退に利用される例は一部のスノーモビル程度に限られているが、船舶用ユニフローディーゼルエンジンにおいては、逆回転運転により直接スクリューを逆回転させ後退航行を行う手段として一般的に用いられている。
ガソリンエンジンとの比較 > 短所

自動車用ディーゼルエンジンの価格はガソリンエンジンのほぼ倍になる（国産車の車体価格で、だいたい40万から50万円程度高い）。スロットルと点火装置が要らない代わりに、高価な燃料噴射系と補機類が必要となりエンジン全体は高コストになる。
ディーゼルエンジンの主たる短所は、大きく重くかつ、振動が激しいことである。大重量ゆえエンジンの出力重量比が悪く、軽量化を要求される航空機では、一部を除いて従来あまり採用されず、レシプロエンジン全盛期においても主流足りえなかった。また、圧縮着火のため、高空（低温、低気圧）での始動性や信頼性に乏しいというのも、ディーゼルエンジンが敬遠された大きな理由の一つである。
拡散燃焼ゆえ、黒煙や粒子状物質 (PM) が発生しやすいうえに、燃焼室内が高温高圧かつ希薄燃焼域（軽負荷時は30:1から60:1）で酸素と窒素も過多であるためNOxも発生しやすく、密閉コックピットが普及する前の飛行機においては、ディーゼルエンジンがパイロットたちに嫌われた理由でもある。排気対策をするにも、排気中の残留酸素が多い酸化性雰囲気では三元触媒を使えないため、PMとNOx対策に別々の後処理装置が必要となり、重量もかさむとともに高コスト化する。
ガソリンエンジンとの比較 > 短所 > 健康面

→「ディーゼル自動車 § 問題点」を参照
ガソリンエンジンとの比較 > 短所 > 燃費・効率面

高圧縮比のため、ピストンリングや軸受にかかる面圧が高く、十分な強度を持たされた可動部品の質量も大きい、高速回転させると摩擦損失などでエネルギーの損失が急増する。
高圧縮比のため高回転まで回らず、常用回転域が狭いため、車両用には走行速度に応じた変速が必要で、最適な回転数を外すと効率が低下する。この2点が調和しないため、自動車用ディーゼル機関は大型舶用ディーゼル機関より大幅に低効率となっている。
ガソリンエンジンとの比較 > 短所 > 構造・動作面

ディーゼルエンジンでは燃料噴射装置が点火装置と出力制御装置を兼ねるため高価になり、燃焼制御も難しい。燃料噴射系がエンジンコストの半分を占める。
高圧縮比であるため、吸排気系の脈動も大きく、こちらの振動や騒音も大きい。船舶用、コジェネレーション用では脈動を抑えるためにアキュムレータを備えたものもある。
シリンダーヘッド、シリンダーブロック、ピストン、コネクティングロッド、クランクシャフトに高い強度と剛性が求められ重量が嵩む。
加減速や発進・停止を頻繁に求められる車両用途では、大トルクに耐えられる多段変速機が必要となる。副変速機込みで18段や24段にもなる変速機を手動で操作するのは煩雑すぎて現実的でないため、優秀な自動変速機が必要になり、さらにに重く、高コスト化する。
吸気管負圧を得にくいため、乗用車においてはブレーキブースターを別の経路からとる必要がある。これもまた高コストの原因となる。
寒冷地では燃料中のパラフィンが析出して燃料フィルターで目詰まりする場合がある。温暖な地域の軽油を入れて寒冷地に移動して駐車していると、燃料が流れなくなって始動しなくなるおそれがある。
ディーゼルエンジンの容積あたりの低出力を過給、ターボチャージャー、ターボコンパウンドなどで補うと、点火装置の単純さというメリットが相殺され、高コストになる。
乗用車用ディーゼル機関では振動軽減のため小排気量ながら多気筒化する傾向があり、気筒容積の拡大で大型化できる利点を生かしにくく、高コストになる。
ガソリンエンジンとの比較 > 短所 > 構造・動作面 > ディーゼルエンジンの暴走

→詳細は「ディーゼルエンジンの暴走」、「en:Diesel engine runaway」、「ディーゼルエンジンの問題」、および「en:Diesel_engine_problems」を参照
吸気系統にスロットル弁を持たず、アクセルペダルの操作が噴射ポンプの噴射量のみを制御するディーゼルエンジンは、噴射ポンプのリンケージの不具合や調速機の破損などにより燃料供給が過多となった場合、エンジン回転数が過回転となったまま、オペレーターの操作ではエンジン回転数を制御できなくなるディーゼルエンジンの暴走事故が発生することがある。ディーゼルエンジンの暴走は、ターボチャージャーの軸受部のオイル漏れや過度のブローバイの発生などで霧化したエンジンオイルが吸気系統に大量に混入した場合、あるいは可燃性のガスが充満した空間に稼動状態のディーゼルエンジンが置かれた場合などの外的要因によっても発生しうる。
ガソリンエンジンは燃料装置の不具合、たとえばチョーク弁の誤作動などで燃料の供給が吸入空気量に対して過多となった場合は、点火プラグが失火してエンジンストールを起こすか、著しくドライバビリティが低下していく。ガソリンエンジンでもスロットル弁のリンケージの破損により、エンジン回転数が過回転となったまま制御不能になる暴走が発生する可能性はあるが、この場合メインキースイッチやキルスイッチを作動させるか、カーバッテリーの配線やプラグコードを切断するなどして強制的に点火装置や点火プラグへの給電を断つことで、オペレーターは暴走を容易に停止させることができる。機械式燃料噴射装置や機械式燃料ポンプ付きキャブレター式のガソリンエンジンで、ランオンを併発するという特殊な状況でのみ、オペレーターの操作だけではエンジンを完全停止できない事態が発生しうるが、それでもスロットル弁を閉じれば回転数は下がり、更にマフラーの排気口を塞ぐことで容易に暴走は止められる。
しかし、スロットル弁（バタフライ・バルブ（英語版））を持たず、圧縮圧力のみで自己着火するディーゼルエンジン、とりわけ噴射ポンプが機械式の場合、吸入空気量を制限する機構が何もないため、ひとたび暴走が発生してしまうとメインスイッチやアクセルペダルをいくら操作してもエンジンの過回転を停止することができなくなってしまうさらにはターボチャージャー付きディーゼルエンジンの場合は、暴走が発生するとターボチャージャーも過回転状態となるため、過給圧のオーバーシュートも併発することでブローバイが燃焼室から大量にクランクケース側に吹き抜け、そのブローバイがPCVバルブやEGRを通じてインテーク側に大量に吸引されることにより、例え噴射ポンプへの燃料供給が絶たれたとしても、多量のブローバイによりインテークに吹き抜けるエンジンオイルのみでディーゼルエンジンの暴走が継続する、ポジティブフィードバック状態が成立してしまう場合すらある。
このようなディーゼルエンジンの暴走をエンジンブローに至る前に停止させるには、燃料タンクから噴射ポンプへの燃料供給を遮断するのみでは不十分で、エアクリーナーボックスや吸気口に蓋や栓をはめ込んだり、二酸化炭素消火器を吸気口に大量に吹き込むことで吸入空気（酸素）を遮断する、あるいは変速機をトップギアやオーバートップに入れた状態でフットブレーキやサイドブレーキを目一杯掛けた状態でクラッチを一気に繋ぎ、クランクシャフトの回転を無理矢理停止させエンストを狙うなどの方法を採るしかない。自動車では走行中にアクセルペダルを戻してもエンジン回転の上昇が止まらない、ディーゼルエンジン暴走の兆候が見られた場合は、マニュアルトランスミッションでは直ちにクラッチを切り、オートマチックトランスミッション、セミオートマチックトランスミッション、無段変速機ではシフトレバーをニュートラルに入れてドライブトレインへの動力伝達を絶った上で、路肩に停車して上記の暴走停止の措置を行う。アメリカ海軍では船舶用ディーゼルエンジンで暴走が発生した場合には、燃料供給弁を閉じた上でデコンプを開いて停止を図るようにトレーニングマニュアルに記載している。
欧米ではディーゼル機関車や、デトロイトディーゼルなど旧式のディーゼルターボエンジンをレストアした際の試運転時に度々こうした暴走事故が起きており、キャタピラーは燃料系統を修理したディーゼルエンジンを初めて始動する際には、作業助手は燃料系統の修理ミスに伴う暴走に備えて吸気口に直ちに栓が出来るように備えておくことを推奨している。日本でも2000年代初頭に、三菱自動車工業の三菱・デリカや三菱・チャレンジャーにて噴射ポンプの製造工程のミスに伴うディーゼルエンジン暴走事故が発生し、リコールに至っている例がある。
可燃性ガスの充満が発生しやすい石油化学プラントや鉱山では、ディーゼルエンジンの暴走事故が数多く起きており、アメリカ合衆国労働省など海外の労働行政機関は、産業用ディーゼルエンジンに対して、万が一暴走が発生した際に備えて吸気系統と燃料供給系統の双方にシャットダウン・バルブ（英語版）や安全遮断弁（英語版）を備え付けるように義務付けている が、それでもすべてのディーゼルエンジンの暴走のフェイルセーフの確立までには至っておらず、2005年のテキサスシティ製油所爆発事故でもその過程において自動車のディーゼルエンジンの暴走が関連していたことが確認されている。
フィルター直前に追加インジェクターを持たない、燃焼再生式のDPF・DPR等が装着されるディーゼルエンジンについては、軽油によってエンジンオイルが希釈されることとなるが、燃料を含むエンジンオイルによって発生したブローバイガスが、EGR機構によって吸気系に戻されることによっても、ディーゼルエンジンの暴走が発生する。
主な用途

定置型の内燃力発電やポンプなどの原動機、舶用動力、トラックやバスといった大型の自動車や戦車のような軍用車両、建設機械・農業機械などの大型特殊自動車、ディーゼル機関車や気動車などの鉄道車両に使用される。発電、ポンプなどはディーゼルエンジンが主流であるが、LPGや天然ガスなど気体燃料を用いた電気点火式ガスエンジンや、ガスタービンエンジンの場合がある。
主な用途 > 船舶

大出力を生み出す大型舶用エンジンと、そこから派生した定置発電用エンジンは、ディーゼル機関の独擅場と言える用途である。これらの分野は他用途では常に制約・問題となる機関本体および補機の重量・容積をある程度度外視でき、ディーゼル機関の持つ大型化に適した性質に合致した結果と言える。一方、軍艦においては、水上戦闘艦ではガスタービンエンジンと組み合わせての巡航用エンジンとして用いられることが多いほか、潜水艦ではディーゼル・エレクトリック方式での推進器の駆動および発電機の原動機としての二次電池の充電にも用いられる。
21世紀現在、大型船舶では主にC重油を使用する低速ユニフロー掃気2ストロークディーゼル機関が主流となっている。外航大型船舶用のエンジン自体の大きさは、大きな物の一例として長さ約24メートル、高さ約15メートル、重量が2000トン程度、直列11気筒で総排気量約2万2千リットル、出力約8.5万馬力（MAN B&W 11K98ME型）というものであり、耐用年数は20年程度である。頭上排気弁と強力な過給器を組み合わせ、燃費上の要請と必要なトルクからピストン径が1メートル弱に対しストロークは2.8メートル程度と、超ロングストロークである。このサイズで物理的なピストンスピードを現状以上にするにはあまりに巨大すぎるため、クランクシャフトの定格回転数は毎分60–100回転程度と低速になるが、その結果、理論上のディーゼルサイクルに近い特性を現実化できている。実際に熱効率は50 %を超え、55 %に迫る水準に到達する事例もあり、単体の実用内燃機関としては最高水準の熱効率を実現している。また毎分100回転以下の低速は、船舶のスクリュー回転にそのまま適用できる速度でもあり、強度面に制約を抱える減速歯車装置を設けることなく、クランクシャフトからの直結でスクリューを駆動できる。つまり実用上の動力伝達面でも損失が少なくなる。
船舶用大型2ストロークディーゼル機関は、頭上弁方式であることに加え、必要なトルクを出すためにピストンの直径が大きくなりがちである。またピストン直径の大きさと燃費向上の要請ゆえにコネクティングロッド部分がピストン・ロッドと連結棒に2分割されたクロスヘッド構造を取らざるを得ないため、エンジンは総じて非常に背が高い。
使用燃料が格安のC重油（舶用燃料油 (PDF) とも）であり、石油精製した後の残渣油由来の、粘度の高い低質燃料であるため、極めて燃焼残渣が汚く、シリンダー内部の潤滑には燃料に含まれる硫黄から生成される硫酸に対抗しうる船舶用シリンダー油が必要である。船舶用シリンダー油は油痛みが激しいため、通常は使い捨てであり、その他エンジン部分の潤滑を担うシステム油とは経路を独立させている。
4ストローク中速ディーゼル機関（300–1,000 rpm）は、大型漁船からフェリー、客船、外航大型船舶まで幅広く使われている。A重油が燃料の、コンロッドでピストンとクランクとが結ばれたトランクピストン機関が主流で、一部に残渣油由来のC重油やACブレンド油を使用できるものがある。熱効率では2ストローク低速ディーゼル機関に及ばないものの、出力当たりの重量や外形寸法が小さく機関配置の自由度が高いという利点が有り、それによる防振、電気推進化の容易なクルーズ船やフェリー、RO-RO船のように構造上機関室の高さを抑えたい船で主流となっている。通常、可変ピッチプロペラか減速機を介して使われる。
高速船艇やプレジャーボート、小型漁船などでは、A重油あるいは軽油を燃料とする4ストローク高速ディーゼル機関(1,000 rpm以上)が使われており、小型のものでは自動車用と共通のエンジンが使われている場合も多い。機関と駆動系を小型化するために減速機付きの構成になっている。
難点として、C重油が燃料の船舶用ディーゼルエンジンは、燃料であるC重油を事前加熱によって流動性を高める必要があり、これに関わる補機類が多数必要になること、さらに一度エンジンを休止させるとエンジン本体と補機類の再始動に長時間を要することから、船の停泊中もエンジンの低速回転を続行して各部の保温と潤滑とを維持し、かつ燃料系統の予熱も同様に維持せねばならない点が挙げられる。