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柴油机排放物和汽油机相比CO、HC的排放比汽油机略少些，但是排出的NOx和PM危害大，排放量较汽油机多，因此降低柴油机PM和NOx的排放量一直是柴油机排放控制的重点。前面介绍过柴油机可以使用EGR、SCR、高压喷射等技术改善排放，但由于柴油机燃烧过程中2种主要的污染物NOx和PM 的“背反关系”，导致其中一项减少的同时另一种污染物必然增加，面对各国或地区排放法规对这2种排放限值愈来愈严的要求，通过机内处理来满足法规要求变得相对困难。而排气后处理技术可以很好地调解这一矛盾。因此，当前柴油机排气后处理技术主要是针对降低PM 和NOx来进行的。
1 柴油机微粒捕集器
也称柴油机排气微粒过滤器DPF(Diesel Particulate Filters)，是柴油机微粒排放后处理的主要方式，它由收集排气微粒的滤芯和各类周期性的把滤芯中积存的微粒烧掉或氧化掉的再生系统所组成。微粒捕捉器的关键技术是过滤材料和过滤体的再生。对过滤材料的要求是，高的微粒过滤效率、低的排气流动阻力和较高的机械强度。目前能满足要求的过滤材料有金属丝网和陶瓷(陶瓷纤维、泡沫陶瓷和单体陶瓷)，其中尤以陶瓷材料达到了普遍的共识。对过滤体再生的方法有多种，其中连续再生DPF应用前景较为广阔。连续再生式DPF技术难点在于处理发动机的各种运转条件下不发生碳粒堵塞现象，以确保碳粒净化率的长期稳定性，提高其使用寿命。DPF常与SCR组合成一体用于柴油机的排气后处理当中。
2 氧化催化转化器
柴油机氧化催化剂DOC(Diesel OxidationCatalysts)可以降低排气中的CO和HC，但主要的目的是降低排放颗粒物中SOF的含量，从而降低总的颗粒排放。DOC还可以有效地降低排气中气态有害物HC和CO。DOC对微粒的捕捉效果远不及微粒捕集器，但由于碳氢化合物的点火温度较低(在170℃下就可再生)，因此DOC不需要昂贵的再生系统，投资费用较低。而D0C的催化转化效率极大地依赖于排气温度和柴油中的硫含量，高的排气温度有助于SOF的氧化，但和燃料中的s转化为硫酸盐的速率也将加大，反而有可能使总的微粒排放增加，因此DOC单项技术不是降低柴油机排放物后处理技术的主流。它常与SCR，DPF，LNT等结合使用。
3 低温等离子体技术
目前，低温等离子体技术在柴油机尾气控制中较多的是将其用于排气微粒的捕集，其主要依据在于柴油机排气微粒中有70％～80％（以质量计）是带电的。利用低温等离子技术捕集柴油机微粒的技术现在还处于实验室阶段，而且已获得较满意的数据。等离子体静电捕集微粒装置的流动阻力小，对发动机的性能影响较小，这是传统微粒捕集器所没有的，而且具有较高的捕集效率，能解决微小微粒难于收集的困难等优点。但是这种技术实用化的最大困难在于设备庞大，结构复杂及成本较高，在车用上则有高压电电源的供给问题。因此，该项技术的商品化还需要进一步的研究。
面对世界日益严格的柴油机排放标准，要求使用性能良好的发动机及控制系统、先进的排气后处理系统、LSD(Low Sulphur Diese1)和ULSD(Uitra Low Sulphur Diese1)，以及低灰分的润滑油等。由于柴油机本身的技术水平已经相当成熟，单靠改进燃烧等机内净化技术很难满足日趋严格的排放法规要求，因此，选择柴油机排气后处理技术正成为一种趋势。其中采用DPF技术来满足欧IV、欧V以及美国的排放要求上正得到广泛的应用，SCR技术在NOx控制上成为首选。在实际运用中，往往是将这几种技术组合在一起使用，以期达到不同阶段排放法规的要求。
在欧Ⅲ阶段(我国2007年实施)，主要采用机内净化的方案，排气后处理措施(主要是采用DOC减轻柴油机排气臭味)几乎没有采用。在欧IV(我国2010年实施)、欧V阶段，采用的排气后处理技术方案有：DOC+DPF+FBC(Fuel Borne Catalyst)或DOC+CDPF(连续再生DPF)或DOC，SCR。世界另外两大排放法规体系，日本和美国的柴油机排气后处理技术方案也是同每一个阶段的法规要求相适应的(其中尤以美国2010年标准最严)。
当然，伴随着每一阶段的排气后处理技术方案，性能良好的发动机及控制系统，良好的燃油和润滑油品质是必不可少的。目前国外可实用化的能将PM／NOx合并处理的技术方案有：稀NOx触媒+DPF或DOC，可减少NOx的25%～35% ；乳化柴油+DOC或DPF，可减少NOx的15%～40% ；低压EGR+DPF，可减少NOx的40%～60% ；DOC+SCR，可减少NOx的70%～80%。见图。
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特别需要强调的是，对于柴油机排放后处理技术而言，还有一个共性问题就是硫酸盐的排放。在使用氧化能力较强的高氧化催化的后处理中，燃料中的硫成分的大部分转化为硫酸盐，呈颗粒状向外排放，而且二氧化硫还是使催化剂老化的首因。因此，要满足更严格的排放法规，柴油燃料的低硫化是一个前提条件。
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