国产柴油发电机组将柴油的能量转换为电能。在柴油机气缸内，经空气滤清器过滤的清洁空气与喷油嘴喷射的高压雾化柴油充分混合。在活塞向上挤压的情况下，体积减小，温度迅速升高，达到柴油机的燃点。当柴油点燃时，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，将活塞向下推，称为“功”。每个气缸按一定顺序依次工作，作用在活塞上的推力成为推动曲轴通过连杆的力，从而带动曲轴旋转。

当无刷同步发电机与柴油机曲轴同轴安装时，柴油机的旋转可用于驱动发电机转子。利用“电磁感应”原理，发电机将输出感应电动势，并通过闭合的负载电路产生电流。国产柴油发电机组是自备电站的一种交流供电设备。它是一种小型独立发电设备，以内燃机为动力，驱动同步发电机发电。

现代国产柴油发电机组由柴油机、三相交流无刷同步发电机控制箱（盘）、冷却水箱、联轴器、油箱、消声器、公共底座等组成一个刚性整体。柴油机飞轮壳的轴向与发电机前端盖通过肩部定位直接连接，圆柱弹性联轴器通过飞轮直接驱动发电机旋转。连接方式是用螺钉固定在一起，连接成钢体，保证柴油机曲轴与发电机转子的同心度在规定范围内。为了降低机组的振动，通常在柴油机、发电机、水箱、电控箱等主要部件与共用底座的连接处安装减振器或橡胶减振垫。