Les moteurs diesel fonctionnent à des températures plus élevées que les moteurs à essence et nécessitent donc différents types de pots catalytiques. Les convertisseurs catalytiques diesel sont généralement constitués de substrats céramiques ou métalliques recouverts d'un catalyseur, tel que le platine, le rhodium ou le palladium. Le catalyseur contribue à accélérer les réactions chimiques qui convertissent les NOx et le CO en azote gazeux, vapeur d’eau et dioxyde de carbone.
Les convertisseurs catalytiques diesel peuvent être très efficaces pour réduire les émissions, mais ils peuvent aussi être assez coûteux. De plus, ils peuvent entraîner une légère diminution des performances du moteur. Cependant, les avantages environnementaux de l’utilisation de pots catalytiques diesel dépassent de loin les inconvénients.