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發電機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油發電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。

這里只描述發電機組基本的工作原理。要想得到可使用的、穩定的電力輸出，還需要一系列的柴油發電機和發電機控制、保護器件和回路。

在沒有連接到電網的情況下操作的一個或多個柴油發電機被稱為孤島操作模式。并聯的工作發電機可以在部分負載下獲得更好的效率。用于孤立社區的主電源的孤島電廠通常將具有至少三個柴油發電機，其中任意兩個均被額定承載所需的負載。

負載可以通過負載共享在并聯運行的發電機之間共享。負載共享可以通過使用由發電機頻率控制的下降速度控制來實現，同時其不斷地調節發動機燃料控制以將負載轉移到剩余電源或從剩余電源轉移負載。當向其燃燒系統的燃料供應增加時，柴油發電機將承擔更多的負載，而如果燃料供應減少，則釋放負載。

小型發電站

這些模塊的組合用于小型發電站，并且每個模塊使用1到20個單元，并且可以組合成數百個功率模塊。在這些較大的尺寸中，功率模塊（發動機和發電機）被單獨帶到拖車上，并且用大電纜和控制電纜連接在一起以形成完全同步的發電設備。還有許多選擇來滿足特定的需求，包括用于自動啟動和電源并聯的控制面板，用于固定或移動應用的通風設備，燃料供應系統，排氣系統等。