ディーゼル機関車（ディーゼルきかんしゃ）は、ディーゼルエンジンを動力源とする機関車の事である。DL（Diesel Locomotive）とも呼ばれる。

過去にはディーゼルエンジンと同じ内燃機関であるガソリンエンジンを使用した機関車も存在していたため、内燃機関を動力源とする機関車を一括して内燃機関車（ないねんきかんしゃ）と呼んでいたが、現在は日本ではガソリン機関車は用いられていないため、日本の内燃機関車はすべてディーゼル機関車となっており、内燃機関車よりもディーゼル機関車の呼称のほうが一般に定着している（日本では実用化していないが、ガスタービンエンジンを用いた内燃機関車を実用化した国もある）。