四沖程柴油發電機分為進氣、壓縮、工作和排氣四個程序，其構成系統和系統有曲柄連桿系統、配氣裝置、燃料供給系統、潤滑裝置、冷卻系統、啟動裝置、機體組件、增壓裝置等等。

        曲柄連桿系統是實現熱能向機械能轉化的裝置。燃燒室內充滿著燃油與空氣的混合物，燃油在燃燒室內燃燒后便會發生大量的熱能，熱能使缸內氣體膨脹，從而使缸內壓力升高，氣體壓力功用于活塞上便推動活塞作往復直線運動，通過連桿使曲軸旋轉，從而實現了熱能向機械能的轉換。

柴油發電機中燃料的燃燒需要空氣，熱能向機械能的轉化需依靠氣體的膨脹才能完成。因此須定時向柴油發電機汽缸內提供充足的空氣，而配氣裝置就是根據柴油發電機作業過程的需要，定時地向氣缸內提供足夠量的新鮮空氣，并將已用過的氣體和燃料燃燒后的廢氣從汽缸中排出。

柴油發電機的燃料供給裝置所起的功用，就是根據柴油發電機工作步驟的需要，定時、定量、定壓地向氣缸供應一定壓力的柴油。

柴油發電機的各運動表面需要潤滑，以減少摩擦。潤滑系統的功用是在柴油發電機工作時和工作前，將潤滑油輸送到各運動件的摩擦面上，從而保證柴油發電機安全可靠工作。

柴油發電機工作時，燃料燃燒、運動件摩擦發生的熱量使柴油發電機溫度升高，危害柴油發電機正常作業。冷卻系統的作用就是用水或空氣對柴油發電機進行冷卻，使柴油發電機處于正常的作業溫度范圍內。

柴油發電機借助于外力由靜止狀態轉入工作狀態，這一流程稱為起動過程，完成起動流程所需要的裝置裝備稱之為起動系統。

目前，許多柴油發電機都采用了廢氣渦輪增壓技術，使容量大大升高，燃油消耗率減小。用以實現增壓的設備，稱為增壓裝置。