柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气在与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上的挤压下，体积缩小，温度快速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称作为'作功'。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成为推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴的旋转。

 将全铜无刷同步交流发电机与柴油机的曲轴同轴安装，就可以利用柴油机旋转来带动发电机的转子，利用'电磁感应'原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。 这里只讲述柴油发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。

若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%柴油发电机的柴油机一般是单缸或多缸四行程的柴油机，下面我说说单缸四行程柴油机的工作基本原理：柴油机起动是通过人力或其他电子动力转动柴油机曲轴使活塞在顶部密闭的气缸中作上下往复运动。活塞运动中完成四个行程：进气行程、压缩行程、燃烧和作功（膨胀）行程及排气行程。当活塞从上向下运动时进气门打开，经过空气滤清器过滤的新鲜空气进入气缸完成进气行程。活塞由下向上运动，进排气门都关闭，空气被压缩，温度和压力增高，完成压缩过程。活塞将要到达最顶点时，喷油器把经过过滤的燃油以雾状喷入燃烧室中与高温高压的空气混合立刻自行着火燃烧，而形成的高压推动活塞向下作功，推动曲轴旋转，完成作功行程。