柴油是石油冶炼蒸馏产品的一种，是一种混合物，是由多种有机烃类等组成，它的密度也是有其中各种成份的比例决定的。想改变它的密度但又不能改变它的属性的情况下可以添加比它密度大或小的烃类来调节。
柴油是轻质石油产品，复杂烃类(碳原子数约10～22)混合物。为柴油机燃料。主要由原油蒸馏，催化裂化，热裂化，加氢裂化，石油焦化等过程生产的柴油馏分调配而成。也可由页岩油加工和煤液化制取。
分为轻柴油（沸点范围约180～370℃）和重柴油（沸点范围约350～410℃）两大类。广泛用于大型车辆，铁路机车，船舰。
柴油最重要用途是用于车辆、船舶的柴油发动机。与汽油相比，柴油能量密度高，燃油消耗率低。柴油具有低能耗，所以一些小型汽车甚至高性能汽车也改用柴油。
2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，柴油,轻馏分在3类致癌物清单中。
柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机属于压缩点火式发动机，它又常以主要发明者狄塞尔的名字被称为狄塞尔引擎。
柴油机在工作时，吸入柴油机气缸内的空气，因活塞的运动而受到较高程度的压缩，达到500～700℃的高温。然后将燃油以雾状喷入高温空气中，与高温空气混合形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。