组成柴油发电机组由柴油机、交流同步发电机、控制屏以及底盘、联轴器、散热器、燃油箱等组成。有的还装设有消声器和外罩。柴油机和发电机的轴间采用直接联接方式。通常主轴上还装有飞轮以增加运行的平稳度。柴油发电机组一般是由制造厂家装配为成套机组供应；也有的是根据电力负荷及其特性，确定发电机的容量和台数后，再选择驱动发电机的柴油机。燃料系统和起动空气系统的设备可以每台单独配置，也可以多台机组集中配置。