基本組成
柴油機：是發電機組的動力來源，由氣缸、活塞、氣缸蓋、進氣門、排氣門、活塞銷、連桿、曲軸、軸承和飛輪等構件構成，通過燃燒柴油產生動力，驅動發電機運轉。
工業設備 柴油發電機組柴油機
發電機：通常為交流發電機，主要由永磁鐵制造的轉子和硅鑄鐵制造并繞有多組串聯線圈的電樞線圈（定子）組成，在柴油機帶動下，利用電磁感應原理產生電能。
工業設備 柴油發電機組發電機
控制系統：由連接到控制面板的傳感器和執行器組成，負責發電機組的啟動和停止，并保護發電機組免受異常運行參數的影響，可根據設計配備多種控制、保護和計量裝置。
工業設備 柴油發電機組控制系統
散熱水箱：作為冷卻系統，用于管理發電機組運行過程中產生的熱量，避免過熱或故障，多數情況下由標準的風扇和冷卻系統組成。
工業設備 柴油發電機組散熱水箱
鋼結構底座：為機組提供支撐和穩定作用，除功率較大的機組的控制屏、燃油箱單獨安裝外，其它主要部件均安裝在型鋼焊接而成的公共底座上，便于移動和安裝，且在各主要組件與公共底架的連接處通常裝有減震器或橡膠墊以減小振動。
工業設備 柴油發電機組鋼結構底座
工作原理
燃燒作功：在汽缸內，經過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合，活塞上行擠壓使混合氣體體積縮小、溫度迅速升高，達到柴油燃點后柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行作功，各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連桿變成推動曲軸轉動的力量，帶動曲軸旋轉。
發電過程：將無刷同步交流發電機與柴油發電機曲軸同軸安裝，利用柴油發電機的旋轉帶動發電機的轉子，轉子軸向切割磁力線，定子中交替排列的磁極在線圈鐵芯中形成交替的磁場，轉子旋轉一圈，磁通的方向和大小變換多次，由于磁場的變換作用，在線圈中將產生大小和方向都變化的感應電流，并由定子線圈輸送出電流，從而實現發電。
主要類型
標準機組：廣泛應用于機房內安裝的一般場所，由柴油機、發電機、控制系統、機座、減震裝置、冷卻系統、供油系統和輸出保護開關等部分組成。
防護型機組：應用于對噪聲沒有特殊要求的戶外場所，主要由標準機組、防護罩殼、排煙系統等組成，外形體積較小，成本較低，運行時開門開窗通風，可單臺或多臺并聯使用。
防音型機組：適用于對環境保護有特殊要求的戶外或室內需要防護降噪的場所，由標準機組、防音罩殼、進排風降噪裝置和排氣降噪裝置等組成，標準防音型機組噪聲一般在 78-85dB (A)，超級防音型機組噪聲一般在 70-78dB (A)。
露天電站：如低噪聲方艙電站和集裝箱電站，一般應用于對環境保護有特殊要求的戶外使用場所，可直接放置在戶外露天使用，省去建造機房，具有機動性強和投入使用周期短等特點，噪聲一般在 75-85dB (A)。
車載移動電站：廣泛應用于通信、電視轉播、高速公路、搶險、供電和軍隊等對于快速、機動性和可靠性要求較高的電源應急場合，將機組安裝在汽車的車廂內，可配備電動電纜絞盤、多路輸出插座和機械（或液壓）支腿，也可實現多輛車載移動電站并聯使用，一般噪聲在 70-80dB (A)。
性能參數
功率：包括常用功率和備用功率，每臺發電機組的標配常用功率一般是備用功率的 80%，如備用 100KW 的柴油發電機組，其常用功率為 80KW。此外，加裝靜音箱后，發電機組的功率一般會下降 10% 左右2。
電壓和頻率：常見的交流發電機組有中頻 40HZ 和工頻 50HZ，對 50HZ 工頻中小型發電機組的表定電壓一般為 400V，大型發電機的標定電壓一般為 6.3-10.5kV2。
性能等級：根據國家標準 GB/T2820.1—1997，柴油發電機組分為 G1、G2、G3、G4 四級性能，G1 級適用于一般用途，如照明和其他簡單的電氣負載；G2 級適用于對電壓特性與公用電力系統有相同要求的負載；G3 級適用于對頻率、電壓和波形特性有嚴格要求的連接設備；G4 級適用于對頻率、電壓和波形特性有特別嚴格要求的負載。
應用領域
工業領域：工廠、礦山、鐵路、建筑工地等，可作為常用電源或應急電源，滿足生產設備的電力需求。
商業領域：商場、酒店、銀行、寫字樓等，在市電停電時提供應急電力，保障商業活動的正常進行。
醫療領域：醫院的各種醫療設備對電力供應的可靠性要求極高，柴油發電機組可在電網故障時為手術室、重癥監護室等重要部門提供緊急電力支持。
通信領域：通信基站、電視轉播站等，確保在電力中斷時通信設備仍能正常運行，維持通信網絡的穩定。
軍事領域：軍隊的野外作戰、通信指揮、裝備運行等都離不開柴油發電機組提供電力保障。
交通運輸領域：高速公路的收費站、服務區，以及船舶、鐵路機車等，可在需要時提供獨立的電力供應