柴油發電機組是由柴油機和同步交流發電機組合而成的。柴油機允許使用的功率受零件的機械負載和熱負載的限制，因此需規定允許連續運轉的功率稱之為標定功率；
柴油機機不能超過標定功率使用，否則會縮短其使用壽命，甚至可能造成事故。
柴油機驅動發電機運轉，將柴油的能量轉化為電能。
在柴油機汽缸內，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，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。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，稱為‘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了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。
將無刷同步交流發電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉帶動發電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載回路就能產生電流。
柴油發電機組屬自備電站交流供電設備的一種類型，是一種小型獨立的發電設備，以內燃機作動力，驅動同步交流發電機而發電。
為了保證機組達到各項技術指標，在機組設計和制造時，必須使柴油機和發電機良好匹配，它包括功率和轉速兩個方面。柴油機的功率是指柴油機以額定轉速連續12小時正常運行所能達到的有效功率。同步發電機的功率是指在額定轉速下，長期連續運轉時輸出端子上得到的額定電功率。通常把柴油機的額定功率（馬力）與同步發電機的額定功率（千瓦）之比稱為匹配比。在平原上使用的機組一般要求匹配比為1.6:1；對于一些要求較高的移動電站，匹配比取2:1。轉速的匹配要求也很嚴格。轉速與機組的功率、頻率、電壓等都有密切的關系，因此要求與發電機配套的柴油機必須具有性能較好而又工作可靠的調速器，以保證在較短時間內把發電機帶到它的額定轉速并穩定運行，還要能滿足負載發生變化時對調速的要求。
柴油發電機組是一種小型發電設備，系指以柴油等為燃料，以柴油機為原動機帶動發電機發電的動力機械。整套機組一般由柴油機、發電機、控制箱、燃油箱、起動和控制用蓄電瓶、保護裝置、應急柜等部件組成。整體可以固定在基礎上，定位使用，亦可裝在拖車上，供移動使用。柴油發電機組屬非連續運行發電設備，若連續運行超過12h，其輸出功率將低于額定功率約90%。盡管柴油發電機組的功率較低，但由于其體積小、靈活、輕便、配套齊全，便于操作和維護，所以廣泛應用于礦山、鐵路、野外工地、道路交通維護、以及工廠、企業、醫院等部門，作為備用電源或臨時電源。
