クリーンディーゼルの実現に向けて取り組まれている技術の一つに軽油の低硫黄化があります。日本で利用されている原油は地理的な理由から硫黄分濃度の高い中東原油が多いため、石油業界は自主的に製油所出荷時の硫黄分削減に努力してきました。これにより14年前の取り組み開始時に比べて100分の1、硫黄分50ppm以下にまで減少し、現在は10ppm以下のものもあります。軽油の低硫黄化により酸化触媒等の性能や耐久性が向上するほか、PMを低減する効果があります。
また、ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンと違い様々な燃料に対応できる可能性を持っています。実際、ディーゼルエンジンを開発したルドルフ・ディーゼルはパリ万博において、ピーナツ油を用いてディーゼルエンジンの実演を行っています。
現代では、原油価格の高騰やさらなるCO排出量削減に注目してバイオディーゼル混合燃料の研究が進められており、欧州ではドイツやフランスですでに実用化されています。

バイオディーゼル混合燃料とは、現在のところ化学的な定義はなく、一般に動植物油を加工して軽油と混合しディーゼル車用燃料としたものを指します。
動植物油は粘度が高く、そのままでは燃料として使用できないため、メチルエステル化という加工を施し、脂肪酸メチルエステルという軽油に近い物性に変換したものを使用します。