柴油機的排放物主要包括氣體排放物，如CO、CO2、NO、NO2和顆粒排放物，包括碳和碳氫化合物。

CO和碳氫化合物的去除柴油機催化氧化轉化器（DOC）被用來氧化排氣氣流中的污染氣體，它可以和消音器集成在一起。

在許多封閉曲軸箱柴油機中，NOX、HC和有毒有害氣體被直接重新引入進氣系統再次燃燒，而不是排到外界污染大氣環境的。

NO和NOX的去除選擇性催化系統（SCR）能夠通過在廢氣中噴灑尿素或者氨水，將NOX的排放減少60－90％。然而，由于儲存空間的需要，只能用在大型發動機上。

細長的NOX催化器（LNC）與選擇性催化系統（SCR）類似，不同的是，LNC向柴油機廢氣中噴的是柴油而不是尿素。

廢氣再循環（EGR）設備將發動機廢氣的一部分送回發動機，降低燃燒溫度的峰值，從而減少NOX的排放。廢氣再循環設備已被用于碼頭機械、建筑設備和公路車輛發動機上。該項技術能將NOX的排放減少40－50％。