二冲程柴油机工作原理如下：
（1）第一行程：活塞由下止点移至上止点。
当活塞还处于下止点位置时，进气孔和排气门均已开启。扫气泵将纯净的空气增压到0.12～0.14MPa后，经空气室和进气孔送入气缸，扫除其中的废气。废气经气缸顶部的排气门排出。当活塞上移将进气孔关闭的同时，排气门也关闭，进入气缸内的空气开始被压缩。活塞运动至上止点，压缩过程结束。
（2）第二行程：活塞由上止点移至下止点。
当压缩过程终了时，高压柴油经喷油器喷入气缸，并自行着火燃烧。高温高压的燃烧气体推动活塞作功。当活塞下移2/3行程时，排气门开启，废气经排气门排出。活塞继续下移，进气孔开启，来自扫气泵的空气经进气孔进入气缸进行扫气。扫气过程将持续到活塞上移时将进气孔关闭为止。
二冲程发动机与四冲程发动机相比，有如下的优缺点：
二冲程发动机优点：
（1）二冲程发动机没有进、排气门， 没有复杂的配气机构和润滑系统，冷却系统一般都采用风冷，所以在结构上比四冲程发动机更简单，重量比较轻，制造成本低廉，故障率也更低，维修也比较方便。
（2）二冲程发动机曲轴每转一周完成一个工作循环，作功一次。当曲轴转速相同时，二冲程内燃机单位时间的作功次数是四冲程内燃机的两倍。理论上二冲程发动机的功率应是四冲程发动机的两倍（但实际上只有1.5~1.7倍），发动机的升功率更高，动力性更好。
（3）由于曲轴每转一周作功一次，因此曲轴旋转的角速度比较均匀，发动机运转比较平稳，对于单缸发动机来说表现的更加明显。
（4）标准的四冲程发动机只能在直立或倾斜角度不大的状态下工作，否则就可能在油料晃动的时候发生故障。而二冲程发动机可在任何方位上运转，即使是发动机处于倒立状态仍可有正常工作，这个特点对于某些手持移动式小型设备非常重要，比如链锯、除草机等。发动机使用的灵活性非常强。
二冲程发动机缺点：
（1）与四冲程发动机相比较而言，二冲程发动机的运动部件润滑效果较差，零部件工作环境较恶劣，曲轴、活塞等零部件耗损得更快。所以二冲程发动机比四冲程发动机寿命短，一般只有四冲程发动机寿命的1/3～1/2。
（2）二冲程发动机进气、排气过程只占曲轴转角的130°～150°，进、排气过程几乎同时进行，利用新气扫除废气，必然会有一些新鲜混合气随废气流出排气口，废气也不易清除干净。因此，二冲程内燃机的换气质量较差，燃料效率不高，整车的油耗比较高。
（3）二冲程发动机在低速运转时，油门开度小，排气不充分，扫气不完全，燃烧室内新鲜混合气浓度低，会使新鲜混合气燃烧不完全，使废气中CH化合物的含量剧增；同时扫气时有一部分新鲜混合气随废气一同排出，混合气中的润滑机油燃烧不充分，也使排气中的CH化合物增多。因此二冲程发动机废气污染很大。有数据表明，一辆排量50ml的二冲程摩托车用发动机，它的排气污染大致相当于五台排量2.0L轿车发动机。这是二冲程发动机被淘汰的最主要原因。
（4）发动机排气噪音大。燃烧产生的压力还没完全释放完，部分燃料还没有燃烧，就直接被排走，所以它的排气噪声比四冲程的发动机大很多。
总体来说，二冲程发动机最大的优点是动力性好、重量轻、体积小、应用灵活，最大的缺点是尾气污染大，噪音大，环保不达标。所以二冲程发动机一般只应用于对发动机动力性要求较高而使用环境要求不高以及使用率不大的机械上，比如剪草机、油锯、航模、农作机械、小型摩托车和越野摩托车、坦克、船舶、重型运输车辆等。而四冲程发动机在综合性能和环保性能方面更出色，所以现在的汽车绝大多数都使用四冲程发动机。
