四衝程柴油機的工作原理涉及四個基本過程：進氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣，這四個過程共同構成一箇完整的工作循環。以下是詳細內容：
進氣過程。進氣門打開，活塞從上止點開始向下止點移動，純空氣進入氣缸。
壓縮過程。進氣門和排氣門都關閉，活塞繼續向上止點移動，空氣被壓縮，壓縮終點的壓力和溫度大大提高，超過柴油的自燃溫度。
做功過程。接近壓縮行程的末尾，高壓油泵將柴油以大約10MPa的壓力通過噴油器噴入燃燒室，與空氣迅速混合併自行着火燃燒。這時，氣缸內氣體的壓力和溫度急劇上升，最高可達5000~9000kPa和1800~2000K。
排氣過程。排氣門打開，活塞從上止點移動到下止點，廢氣被排出，此時排氣溫度相對較低。
這些過程循環往復，使得柴油機能夠輸出動力。四衝程柴油機與汽油機相比，其特點在於通過壓縮自行着火燃燒，因此被稱爲壓燃式發動機。