柴油發電機組通常由柴油機、三相交流同步發電機和控制系統組成。移動式柴油發電機組的柴油機、發電機和控制屏(箱)均安裝在公共底座上；固定式機組的柴油機和發電機安裝在公共底座上，且底座是固定在鋼筋混凝土基地上的，而控制屏和燃油箱等設備則與機組分開安裝。

柴油機的飛輪売與發電機前端蓋軸向采用凸肩定位，連接成一體、使柴油機驅動發電機轉子運動。同時，為了減小噪聲，機組一般需要安裝專用消聲器；為了減小機組工作時的振動，在柴油機、發電機、水箱和電氣控制箱等主要組件與公共底座的連接處，一般裝有減振器或橡皮減振墊。