เครื่องยนต์ดีเซลใช้การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงโดยตรง – น้ำมันดีเซลจะถูกฉีดโดยตรงไปยังกระบอกสูบ หัวฉีดในเครื่องยนต์ดีเซลมีส่วนประกอบที่ซับซ้อนมากที่สุด หัวฉีดต้องมีความสามารถทนต่ออุณหภูมิ และความดันภายในที่มีค่าสูงได้ การจ่ายเชื้อเพลิงของหัวฉีด จะจ่ายอย่างสม่ำเสมอ และจ่ายเป็นละออง เพื่อให้ฟุ้งกระจายภายในห้องเผาไหม้ให้มากที่สุด ถ้าน้ำมันแพร่กระจายไม่ดี จะทำให้เครื่องยนต์เกิดปัญหา เช่น กำลังเครื่องตก เครื่องสั่นเดินไม่เรียบ การจุดระเบิดในห้องเผาไหม้แต่ละสูบไม่เท่ากัน รถยนต์รุ่นใหม่ ๆ จึงต้องมีอุปกรณ์ช่วยแก้ปัญหาเหล่านี้ โดยการใช้วาล์วเหนี่ยวนำพิเศษ (Special induction valves), ห้องเผาไหม้ล่วงหน้า หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ที่ทำให้อากาศหมุนวนในห้องเผาไหม้ เพื่อให้การเผาไหม้ดีขึ้น สมบูรณ์ขึ้น

เครื่องยนต์ดีเซลบางรุ่นจะมี หัวเผา (Glow plug) ใช้ในเวลาเมื่อเครื่องยนต์ดีเซลเย็น ในการสตาร์ทครั้งแรก หรือในตอนเช้า กระบวนการอัดตัวของอากาศอาจไม่ถึงอุณหภูมิที่จะติดเครื่องได้ หัวเผาจึงเป็นตัวช่วยที่ดี หัวเผาเป็นแท่งความร้อนไฟฟ้า สร้างความร้อนในห้องเผาไหม้ และเพิ่มอุณหภูมิอากาศ เมื่อเครื่องยนต์เย็น ซึ่งทำให้เครื่องยนต์สตาร์ทได้ง่าย ตามที่ เคลย์ บราเธอร์ตัน (Cley brotherton) เป็นผู้คิดค้นหัวเผาขึ้นมา