В дизель-молотах используется энергия, высвобождающаяся при воспламенении топлива. Рабочий процесс дизель-молота аналогичен процессу двухтактного дизеля. При воспламенении топлива образуются газы, подбрасывающие тяжелый поршень, при обратном падении которого наносится удар по свае. Часть энергии взрыва также воздействует на сваю (по принципу отдачи при выстреле).
Основание поршня имеет гнезда для штанг и приливы с лапами для удержания молота в направляющих мачты. В гнезда основания поршня устанавливают и закрепляют направляющие штанги, на которые надевают цилиндр, являющийся ударной частью дизель-молота. На эти же штанги надевают кошку, которая может перемещаться по штангам для подъема крюком ударной части молота при запуске его в работу. В верхней части штанги соединены между собой траверсой, имеющей приливы для удержания молота в направляющих сваебойного копра. Основание поршневого блока связано серьгой со сферической плитой и наголовником, образующими шарнирную опору. Топливный насос установлен на основании поршневого блока. Он приводится в действие рычагом и подает порцию топлива по топливопроводу, проходящему внутри поршня к форсунке.
Для пуска дизель-молота следует цилиндр поднять кошкой в верхнее положение. При повороте крюка цилиндр освобождается от кошки и по направляющим штангам скользит вниз. Воздух, заполнивший полость цилиндра, быстро сжимается и нагревается. Падающий цилиндр наносит удар по наголовнику и одновременно нажимает на толкатель топливного насоса. Происходит впрыск порции топлива форсункой в цилиндр. Топливо н среде сильно нагретого воздуха воспламеняется, и силой взрыва цилиндр отбрасывается вверх по направляющим штангам. Газы, образовавшиеся при воспламенении топлива во внутренней полости цилиндра, уходят в окружающую атмосферу и полость вновь заполняется воздухом. Цилиндр быстро теряет скорость и под действием силы тяжести собственной массы падает вниз и цикл повторяется.
Трубчатый дизель-молот имеет неподвижный рабочий цилиндр, усиленный ребрами жесткости. Ударной частью является тяжелый поршень с уплотнительными кольцами в нижней части. При работе молота сферическая головка поршня ударяет по пяте, в которой есть такая же сферическая выемка. Нижней частью пята опирается на торец забиваемой сваи или на наголовник сваи. В верхнем торце поршня имеется полость смазки. Полость закрывается цилиндрической пробкой с рым-болтом. Трубчатый дизель-молот оснащен топливным насосом низкого давления, который подает топливо дозированию из расходного резервуара, расположенного с внешней стороны цилиндра. Насос автоматически включается поршнем при его движении вниз. Для выхода из цилиндра отработанных газов и подачи воздуха в цилиндр имеются трубки, приваренные к корпусу рабочего цилиндра под углом.
Работает трубчатый дизель-молот так же, как штанговый, по принципу двухтактного дизеля, с той лишь разницей, что топливо распыляется не форсункой, а ударом сферической головки поршня бойка по сферической выемке в пяте, в которую стекает топливо, поданное топливным насосом.