柴油发电机组是一种能源转换设备，将化学能转化为热能，再转化为机械能，最后转换成所需的电能。这种设备通常由柴油发动机、交流发电机和控制系统三大部件组成，其技术涉及机械动力学、电学和自动化控制等各个领域。柴油发电机组的作功过程主要包括以下四个冲程：
进气冲程：进气门打开，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方的汽缸内的容积逐渐扩大，压力降低，缸内气体压力低于大气压力约为68～93kPa。在大气压力的作用下，新鲜空气经进气门被吸入气缸，活塞到达下止点时，进气门关闭，进气冲程结束。
压缩冲程：进、排气门都已关闭，气缸内的空气被压缩，压力和温度亦随之升高，其升高的程度，取决于被压缩的程度，不同的柴油发电机略有不同。当活塞接近上止点时，缸内空气压力达3000～5000kPa，温度达500～700℃，远超过柴油的自燃温度。
膨胀（做功）冲程：当活塞上行将终了时，喷油器开始将柴油喷入气缸，与空气混合成可燃混合气，并立即自燃，此时，气缸内的压力迅速上升到约6000～9000kPa，温度高达1800～2200℃。在高温、高压气体的推力作用下，活塞向下止点运动并带动曲轴旋转而做功。随着气体膨胀活塞下行其压力逐渐减少，直到排气门被打开为止。
排气冲程：排气门打开，进气门仍关闭，活塞从下止点向上止点移动，在缸内残存压力和活塞推力的作用下，废气被排出缸外。当活塞又到上止点时，排气冲程结束。
在柴油发电机中，柴油的能量转化为电能的过程是通过在柴油机汽缸内混合空气和高压雾化柴油，点燃后推动活塞下行做功，进而带动曲轴旋转来完成的。
