Il carburante diesel è una miscela infiammabile di idrocarburi prodotta dalla distillazione frazionata del petrolio, che si verifica tra 200 e 360 gradi Celsius, che è 392-680 gradi Fahrenheit. La miscela è composta principalmente da alcani, cicloalcani e idrocarburi aromatici aventi da 12 a 20 atomi di carbonio.
Come la maggior parte delle miscele di idrocarburi, il gasolio è chimicamente inerte. Le sue proprietà chimiche lo rendono utile come combustibile o, in alcuni casi, come solvente, rendendolo simile al cherosene. Il gasolio si ossida molto lentamente in seguito all'esposizione continua all'aria. Il gasolio può essere descritto dal suo numero di cetano, che è una misura della qualità dell'accensione inversamente proporzionale al numero di ottano della benzina. La maggior parte dei motori diesel consuma carburante diesel con un numero di cetano di 50 o superiore.
Dal punto di vista fisico, il gasolio si presenta come un liquido da incolore a marrone chiaro con un peso specifico compreso tra 0,81 e 0,96, rendendolo meno denso dell'acqua. Il carburante diesel si congela a 8,1 gradi Celsius negativi, ovvero 17,5 gradi Fahrenheit, rendendolo meno adatto per le applicazioni a basse temperature rispetto alla benzina. Il carburante diesel ha un peso specifico più elevato, una maggiore viscosità e una volatilità inferiore rispetto alla benzina convenzionale, ma il carburante diesel contiene più energia per gallone rispetto alla benzina a causa della sua maggiore densità.