柴油發電機組由柴油機、交流同步發電機、控制屏以及底盤、聯軸器、散熱器、燃油箱等組成。有的還裝設有消聲器和外罩。柴油機和發電機的軸間采用直接聯接方式。通常主軸上還裝有飛輪以增加運行的平穩度。柴油發電機組一般是由制造廠家裝配為成套機組供應；也有的是根據電力負荷及其特性，確定發電機的容量和臺數后，再選擇驅動發電機的柴油機。燃料系統和起動空氣系統的設備可以每臺單獨配置，也可以多臺機組集中配置。