Las propiedades físico-químicas del diesel son las que determinan básicamente su campo de acción, siendo la principal de ellas el poder de ignición.
Con un punto de gasificación tres veces más elevado que la gasolina (150 OF contra 45 OF), el diesel resulta mucho menos peligroso en caso de accidente o ataque enemigo.
Si a esto se añade una eficiencia energética promedio casi dos veces mayor que la gasolina, se tendrán las razones de porqué los motores diesel se emplean principalmente en equipos de transporte masivo de pasajeros, rastras, camiones, trenes, todo tipo de vehículos de guerra y plantas de bombeo, entre otras aplicaciones.
La viscosidad del diesel aumenta notablemente con el descenso de las temperaturas, hasta llegar a convertirse en un gel incapaz de ser bombeado o comprimido a una temperatura de -32 OC. En ambientes cercanos a ese entorno, se emplean aditivos que retardan este fenómeno. En casos de urgencia, una parte de keroseno cada 15 partes de diesel pudiera ser de utilidad.
El contenido de azufre en el diesel es alto, pues la lubricación del combustible y por tanto su operatividad como carburante depende de este elemento químico. Esto trae como consecuencia que las emisiones del escape de los motores diesel sean altamente contaminantes y dañinas, contribuyentes a las lluvias ácidas y otros fenómenos negativos.
En los últimos años se ha logrado disminuir el nivel de azufre en el diesel. La relación entre los tipos y edades de los motores diesel con el grado de azufre del carburante es significativa, de manera que los autos más viejos podrían presentar problemas con los combustibles diesel bajos en azufre.