分为固定式和移动式两类，固定式多用于工矿企业自备电厂或孤立电厂，移动式则指汽车或列车电站。用于发电的内燃机基本上都是中速（300～1500转/分）和低速（300转/分以下）柴油机，且多为装有增压器及空气冷却器，使输出功率增大50%～300%的增压式发动机，用于发电的柴油机单机功率一般为5～15兆瓦；用二冲程低速柴油机发电时，单机功率可高达68兆瓦。

柴油发电的燃料可用轻柴油、重柴油（多用于中速柴油机），也可用重油、渣油（适用于大型低速柴油机）。柴油机发电还具有如下特点：①柴油发电机组多为整体配套，系统简单，建厂速度快。②热效率较高（40%～50%），且带部分负荷运行时单位出力的燃料消耗量变化不大。③启停速度快，从启动到带负荷仅需1～2分钟，且可在无外部电源下启动。④在外界气温增高条件下效率有所下降，但整机出力基本不变。⑤冷却水需求量少，可在缺水地区使用。柴油机发电的缺点是：①燃料价格高，相应电能成本也高。②运行中机组的振动噪声大，工作条件较差。③发电机磁极表面必须设置制动线圈，以便于机组启停。

柴油机发电机组装置见图1，固定式柴油机发电厂柴油机本体典型装置系统见图2。

图1　柴油机发电机组装置图

图2 柴油机本体典型装置系统示意图

大型低速柴油机的设备寿命可达25年，运行可靠率达98%。为了提高机组发电效率，也可采用联合循环发电。如澳门路环火力发电厂共装设了6台柴油发电机组，容量分别为228兆瓦、237.5兆瓦、251兆瓦，主机分别为9缸（28兆瓦机组）和12缸二冲程低速柴油机。其配置系统基本相同，以2台37.5兆瓦机组为例，配用4台增压装置，排气余压用于燃气轮机发电（每台机出力880千瓦），另配设2台余热锅炉（蒸发量为12吨/小时，蒸汽参数为0.78兆帕、219摄氏度）带动1台汽轮发电机发电，功率约为3兆瓦，总输出电功率为76.9兆瓦，发电效率达50.2%。