柴油机的排放物主要包括气体排放物，如CO、CO2、NO、NO2和颗粒排放物，包括碳和碳氢化合物。

CO和碳氢化合物的去除柴油机催化氧化转化器（DOC）被用来氧化排气气流中的污染气体，它可以和消音器集成在一起。

在许多封闭曲轴箱柴油机中，NOX、HC和有毒有害气体被直接重新引入进气系统再次燃烧，而不是排到外界污染大气环境的。

NO和NOX的去除选择性催化系统（SCR）能够通过在废气中喷洒尿素或者氨水，将NOX的排放减少60－90％。然而，由于储存空间的需要，只能用在大型发动机上。

细长的NOX催化器（LNC）与选择性催化系统（SCR）类似，不同的是，LNC向柴油机废气中喷的是柴油而不是尿素。

废气再循环（EGR）设备将发动机废气的一部分送回发动机，降低燃烧温度的峰值，从而减少NOX的排放。废气再循环设备已被用于码头机械、建筑设备和公路车辆发动机上。该项技术能将NOX的排放减少40－50％。