El funcionamiento de este motor es similar al del motor de explosión (gasolina), realizándose la transformación de la energía térmica del carburante en energía mecánica, en cuatro fases o tiempos. El ciclo teórico desarrolla sus tiempos como se indica a continuación:
PRIMER TIEMPO: ADMISIÓN
- El pistón desciende del PMS al PMI
- La válvula de admisión se abre en el PMS.
- El cilindro se llena de aire.
- En el PMI se cierra la válvula de admisión.
- El cigüeñal ha dado media vuelta (180º).
- El pistón ha realizado una carrera.
SEGUNDO TIEMPO: COMPRESIÓN
- El pistón asciende hacia el PMS.
- Las dos válvulas se encuentran cerradas.
- Se produce una gran elevación de presión y temperatura (600ºC), que permite la autoinflamación del carburante.
- Al alcanzar el pistón el PMS, termina este tiempop.
- El cigüeñal ha dado media vuelta (180º)
- El pistón ha realizado una carrera.
TERCER TIEMPO: COMBUSTIÓN-EXPANSIÓN
- El pistón se encuentra en el PMS, momento en el que se inyecta el carburante finalmente pulverizado, que, al contacto con el aire caliente, arde de forma espontánea, quemándose durante todo el tiempo que dure la inyección, durando más tiempo la combustión que en un motor de explosión.
- Las dos válvulas permanecen cerradas.
- El pistón, debido a la fuerza de expansión de los gases, es empujado violentamente hacia el PMI. En este tiempo es donde se realiza el trabajo y se denomina también "tiempo motor".
- El cigüeñal ha dado meida vuelta (180º).
- El pistón ha realizado una carrera.
CUARTO TIEMPO: ESCAPE
- El pistón asciende desde el PMI al PMS.
- La válvula de escape se abre en el PMI.
- Se realiza el vaciado del cilindro de gases quemados, empujados por el pistón en su recorrido ascendente.
- Al llegar al PMS, la válvula de escape se cierra.
- El cigüeñal ha dado media vuelta (180º).
- El pistón ha realizado una carrera.
Debido a esta cadena cinemática se consigue que el cigüeñal esté girando a un cierto número de
revoluciones. Ahora se debe trasladar ese movimiento a las ruedas del vehículo. El encargado de esto es el sistema de transmisión.



