DF50形ディーゼル機関車は、日本国有鉄道（国鉄）のディーゼル機関車の一形式です。
非電化亜幹線の無煙化のため、1957年（昭和32年）に先行試作車が製造され、以後1963年（昭和38年）まで増備されたディーゼル機関車で、国鉄初の本格的に量産されたディーゼル機関車であった。
当時は液体変速機の製造技術が未熟で、動力伝達方式には1953年 （昭和28年）製造初年のDD50形同様、ディーゼルエンジン直結の発電機で発電した直流電力で主電動機を駆動する電気式が採用された。機関車の出力制御は19段のノッチによるエンジンの回転数制御で行い、これによって発電電圧を上げ下げして主電動機の回転数を制御した。発電機にはDD50形 でも採用された「差動界磁付励磁機式発電機」が用いられた。これによって、主電動機に負荷がかかって回路電流が増大すると、自動的に発電機の界磁が弱まり、発電電圧が低下して、定出力特性が得られた。またエンジン自体への負荷増大もエンジンガバナーで感知し、発電機の他励界磁の回路に抵抗を加えて界磁を弱め、発電電圧を下げる方法もとられた。なお、主発電機は出力は700kW（450V 1560A）（500番台では780kW（500V 1560A））であった。
主電動機は出力100kW（500番台では110kW）の直流直巻電動機（MT48形）が6台で、2台永久直列3回路であった。全界磁での連続定格速度が17.5km/h（500番台では19.5km/h）と極めて低速であったが、6動軸のため、重量列車の引き出しは可能で、また50％と30％の弱界磁制御もできたため、軽負荷であれば90km/hでの高速運転も可能であった。 重連総括制御可能な点もDD50形と同様であったが、非力さから重連運転常用を前提に片運転台で製造されたDD50形と違い、本形式は亜幹線で一応単機運用ができることを主眼に設計され、両運転台となった。車体は貫通扉を有するやや後傾した妻面を持つ、同時期に製造されたED70形交流電気機関車と似た箱形車体であった。
線路規格の低い乙・丙線での使用を考慮し、軸重を14t以下に抑えるため6動軸とし、更に国鉄車両としては初めてB-B-B型軸配置を採用し、中間台車の横方向へのずれを許容して曲線通過時のレール横圧の軽減を図った。このB-B-B型軸配置 は以後設計の日本の6動軸機関車の標準となった。駆動方式はつりかけ式であった。
DD50形が暖房用蒸気発生装置を持たず、冬季の旅客列車牽引時に暖房車を必要として不便であったため、本形式は暖房用のボイラー（蒸気発生装置）を搭載した。なお、1 - 7号機は量産試作車で、前面形状、中間台車位置、機器配置などが量産型とは若干異なっていた。
エンジンは、当時の新三菱重工がスイスのスルザー社と技術提携して製造した直列8気筒直噴式の三菱神戸スルザー 8LDA25A（連続定格1,060馬力、1時間定格1,200馬力）を搭載した基本番台と、川崎重工と日立製作所がそれぞれ西ドイツのMAN社と技術提携して製造したV型12気筒予燃焼室式の川崎 MAN V6V 22/30mA、あるいは日立 MAN V6V 22/30mA（ともに連続定格1,200馬力、1時間定格1,400馬力）のいずれかを搭載した500番台とがあった。基本番台に搭載された三菱神戸スルザー 8LDA25Aは、DD50形に搭載された三菱神戸スルザー 8LDA25の過給機の一部を改造して高過給とし、燃料噴射ポンプ・プランジャ・ノズル・ピストンなどの変更を行って2割弱の出力増強を実現したものであった。
エンジン音はメーカー別に特徴があり、中速機関のスルザー型は焼玉エンジンのような「ポンポンポンポン」というリズミカルな音、同じく中速機関ながら、スルザー型よりやや高速な機関を搭載するMAN型は「ドドドドド」と連続した低音である。MAN型の中には、キハ181系のようなターボ音を発するものがあった。
基本番台が新三菱重工業・汽車製造・日本車輌製造で65両、500番台が川崎車輌・東京芝浦電気・日立製作所で73両、計138両が製造された。
本線での客貨運用が可能な最初の実用的ディーゼル機関車で、北海道を除く日本各地の非電化亜幹線と一部非電化幹線で特急列車から貨物列車まで幅広く運用された。特にトンネルの多い路線では、蒸気機関車の煤煙から解放される無煙化の効果が大きかった。なお、旧線時代の奥羽本線の矢立峠越えの区間（秋田・青森県境）などの急勾配区間では、補機として使用されたケースも多かった。
しかし本形式は日本のディーゼル機関車としては過渡期の存在で、最たる問題はエンジンの出力不足であった。主電動機の広範な弱界磁制御により、この貴重なエンジン出力を低速から高速までの広い速度領域で有効に使い、全車軸を駆動軸として動輪上重量を大きくとり、勾配でも空転を起こさずに登坂できたが、出力不足故、著しい速度低下をきたし、D51形蒸気機関車の代替にはならなかった。また、平坦区間でも加速性能は低く、C57形蒸気機関車程度に留まった。しかし当時の技術では、軸重14tの電気式ディーゼル機関車に、これ以上の出力のエンジンを搭載することは不可能であった。
このように牽引性能が不十分であったことに加え、エンジンに外国メーカーのライセンス品を使用せざるを得なかったため調達コストが高く、動力近代化のための大量増備に適した機関車とはなれず、後続の液体式 ディーゼル機関車DD51形の登場までのつなぎ役に留まった。
1962年（昭和37年）には1,000馬力級エンジン2基を搭載した純国産の幹線用ディーゼル機関車DD51形が登場したため、本形式の製造はその翌年の1963年（昭和38年）限りで終了し、その後は主要幹線から順次DD51形が導入され、本形式は比較的軽負荷な運用の多い亜幹線に転用された。昭和50年代に入ると電化の進展もあって多くが廃車となった。
その中で日豊本線では、北部からの電化進展に伴って運用域は年々狭まったものの「富士」や「彗星」などの寝台特急運用で1979年（昭和54年）の全線電化直前まで非電化区間の牽引を務めた。最後まで残った寝台特急運用は、紀勢本線の寝台特急「紀伊」の牽引であった。しかし、1979年（昭和54年）6月には上り列車のみDD51形に置き換えられ、下り4003列車の亀山駅 - 紀伊勝浦駅間およびその回送である回4003列車の紀伊勝浦駅 - 新宮駅間についても亀山機関区配置機の運行終了直前の1980年（昭和55年）2月にDD51形に置き換えられた。
最後まで主力車として残った四国でも、1981年（昭和56年）10月に定期旅客運用を離脱し、同時にMAN型の500番台が全廃された。1983年（昭和58年）9月には貨物運用も終了した。同年9月25日に運転された、臨時急行列車「サヨナラDF50土佐路号」をDF50 1+DF50 65の重連で牽引したのを最後に運用を終了。1985年（昭和60年）1月21日付けで、最終貨物列車を牽引したDF50 34が廃車されたのを最後に、3両の保存機を除いて完全に消滅した。
0番台の3両のみが現存する。 1号機は廃車後、解体されることなく国鉄多度津工場に保管され、1983年に準鉄道記念物に指定された。同車は1987年に車籍復帰し、四国旅客鉄道（JR四国）多度津工場に保存されていたが、2007年10月13日の展示を最後に車籍を残したまま愛媛県西条市の伊予西条駅に隣接する四国鉄道文化館へ搬入され、同年11月26日より展示公開されている。多度津時代は動態保存でしばしば構内運転も行われたが、移動後は静態保存である。
また、4号機は大阪市東淀川区の菅原天満宮公園に静態保存された。18号機は大阪市港区の交通科学博物館に静態保存されていたが2014年4月に閉館となり、保存車両は2016年に梅小路蒸気機関車館を拡張してオープンする京都鉄道博物館に移管される予定となっている。
なお、1、4号機は先行量産機であり、前面窓の形状および屋根肩部の丸みが深い等、量産機である18号機と比較して差異を有する。
500番台は全機解体され、保存車はない。
設計最高速度 90 km/h
全長 16,400 mm
全幅 2,932 mm
全高 3,987 mm
車体材質 普通鋼
車両質量 冬85.1t / 夏81.2t（基本番台）
冬84.5t / 夏80.6t（500番台）
軸配置 B-B-B
軌間 1,067（狭軌） mm
総出力 600kW（基本番台）
660kW（500番台）
機関 直列8気筒直噴式 8LDA25A（基本番台）
V型12気筒予燃焼室式 V6V 22/30mA（500番台）
機関出力 1,060PS/800rpm/125,600 cc（基本番台）
1,200PS/900rpm /136,778 cc（500番台） （連続定格）
主電動機 直流直巻電動機 MT48
主電動機出力 100kW 225V 520A（基本番台）
110kW 250V 520A（500番台）（連続定格）
歯車比 4.235（72：17）
駆動装置 吊り掛け駆動
台車 DT102（両端台車）
DT103（中間台車）
制動方式 EL14A空気ブレーキ
製造メーカー 新三菱重工業・汽車製造・日本車輌製造・川崎車輌・東京芝浦電気・日立製作所
