Logisch Konsequenz daraus ist die Entwicklung von Diesel-Hybriden - so kann der Fahrzeughalter gleich doppelt sparen.  Genutzt wird die Kombination aus Diesel- und Elektromotor schon lange, wenn schwere Lasten bewegt werden müssen, wie zum Beispiel bei Lokomotiven, Schiffen und großen Muldenkippern. Als Antrieb dienen dabei stets die Elektromotoren, die von einem dieselbetriebenen Generator ihre notwendige Energie beziehen.

Grund ist der eng begrenzte Wirkungsgradbereich, in dem Dieselmotoren optimal betrieben werden können. Elektromotoren verfügen im Gegensatz dazu sofort über ihre gleichbleibende Maximalleistung. Auch LKW und Busse werden zunehmend als Diesel-Hybrid Fahrzeuge getestet, da vor allem im innerstädtischen Verkehr die Vorteile des Elektrobetriebs, geräuscharm und emissionsfrei, von Bedeutung sind. Für Überlandfahrten reicht ein Elektromotor, aufgrund seiner eingeschränkten Reichweite jedoch nicht aus, und wird durch einen verbrauchsgünstigen Dieselmotor ergänzt. Getestet werden Hybrid-Fahrzeuge mit Parallelantrieb. Dabei wirken Diesel- und Elektromotor als Antriebe für Vorder- beziehungsweise Hinterachse, so dass je nach Anforderung und Ladezustand der Akkus nur ein Motor oder beide Motoren für die nötige Beschleunigung, Geschwindigkeit und Reichweite sorgen. Wird der Dieselmotor beim kraftstoffintensiven Beschleunigen von einem Elektromotor unterstützt, der sofort mit maximalem Drehmoment arbeitet, kann der Dieselmotor schwächer dimensioniert (Downsizing) werden, was zu einer Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emmision führt. Zusätzlich kann ein Teil der Bremsenergie zum Aufladen der Akkus genutzt werden.

Beschränkte Reichweite

Ähnliche Überlegungen haben auch auf dem Automobilsektor zur Entwicklung von Diesel-Hybrid Fahrzeugen geführt. Reine Elektrofahrzeuge sind aufgrund ihrer beschränkten Reichweite nur für den innerstädtischen Verkehr geeignet, so dass für Überlandfahrten ein Zweitwagen nötig wäre. Als Alternative bieten sich Hybrid Fahrzeuge an. Die am Markt vorhandenen Hybrid-Fahrzeuge sind jedoch lediglich mit Elektro-Benzinmotoren erhältlich.

Moderne Dieselmotoren sind diesen Hybriden hinsichtlich des Verbrauchs schon heute überlegen. Logische Konsequenz ist die Entwicklung von Diesel-Hybriden. Bereits 1992 stellte VW seinen Golf Diesel-Hybrid vor. Vorteile der Hybridbauweise sind der rein elektrische, emissionsfreie Betrieb im Stadtverkehr sowie der verbrauchsarme Dieselbetrieb für Überlandfahrten. In Serie ging der Golf jedoch bis heute nicht.

In jüngster Zeit wird wieder verstärkt an Diesel-Hybrid Automobilen gearbeitet. Zwar ist die moderne Dieseltechnologie in Europa sehr stark entwickelt, aber strengere Emissionsvorschriften könnten eine weitere Verringerung der Emission, als sie durch Abgasnachbehandlungen möglich und rentabel ist, erfordern. Nachteil der Diesel-Hybrid Automobile ist das deutlich aufwendigere System zur Abgasreinigung. Außerdem sind Dieselmotoren deutlich teurer und schwerer als Benzinmotoren. In Kombination mit einem Elektromotor und den entsprechenden teuren und schweren Akkus rentieren sie sich momentan nicht für Kleinwagen.