柴油发动机中的润滑系统是保证发动机正常运转的重要组成部分。润滑系统的任务是将清洁、温度适宜的润滑油（即机油）以一定的压力送至各摩擦表面进行润滑，使两个摩擦表面之间形成一定的浮油层，以防止干摩擦，降低摩擦阻力，减轻机械设备磨损，减少功率损耗，从而提高柴油发动机的工作稳定性和使用性能。润滑系统有五大功能，分别是：减磨、制冷、清理、密封性和防锈处理。
1. 减磨：润滑系统使两个零件之间产生液态摩擦，降低摩擦系数，减少摩擦功，提高机械能；减少零件磨损，延长使用寿命。
2. 制冷：润滑油吸收零件部分产生的热量，使零件温度不过高。
3. 清理：润滑系统通过循环润滑油清洗零件表面，带走因零件磨损产生的金属屑等杂质。
4. 密封性：润滑油在零件表面形成一层油膜，提高汽缸的密封性。
5. 防锈处理：润滑油粘附在零件表面，避免零件表面与水分、气体和天然气接触，从而减少氧化和生锈，降低腐蚀性磨损。
此外，润滑油还具有缓解轴与轴承和其他零件之间冲击载荷的作用。
根据机油传至运动零件摩擦表面的方式，柴油机润滑可分为三种：溅射润滑、压力润滑和烟尘润滑。只有小缸径单缸柴油机采用溅射润滑，无需喷油泵（压力润滑）。它利用固定在曲轴大头盖上的油孔，在每次转动中将机油溅出，以润滑发动机各摩擦表面。其优势是结构简单、耗能少、成本低。但缺点是润滑不足可靠，机油易起泡，使用量大。
当代多缸柴油机大多数采用压力循环润滑为主，溅射润滑和烟尘润滑为辅的复合润滑方法。复合润滑方法工作可靠，并可使整个润滑系统结构简化。对于承载大负荷、高速度的摩擦表面，如主轴承、连杆轴承、发动机凸轮轴轴承等零件，采用压力润滑。这是通过喷油泵的压力将机油从油底壳输送到各部位。