20世纪初，柴油机开始用于运输船舶。第一艘远洋柴油机船是1912年丹麦建造的“锡兰迪亚”号，主机为两台四冲程八缸柴油机，共1250马力，140转/分，直接驱动两个螺旋桨。1914年柴油机船占全世界船舶总吨位0.5%，到1940年上升为20％以上。

广泛应用以来，柴油机动力装置有一系列改进，主要有：①20世纪20年代出现以机械喷油取代用压缩空气喷油的方法。②同一时期试制成废气涡轮增压器，提高了柴油机的功率和性能。③20世纪30年代开始燃烧重质柴油，降低了燃料费用。

早期柴油机的功率不大。第一次世界大战时期用于商船的最大柴油机功率仅4000马力，第二次世界大战前，单机功率达到20000马力。现在低速柴油机单机功率已达50000马力以上。

现代船用柴油机大部分为低速机，转速约100转/分，可直接驱动螺旋桨。20世纪80年代初，出现了长冲程和超长冲程的低速机，每分钟转速降到70转/分以下，使螺旋桨发挥最佳效率。但低速机外形尺寸和重量大。近年来，第二次世界大战后出现的大功率的中速机被逐渐应用于船上。它将气缸排列成V字形，采用减速齿轮，既大大减轻了机身重量，又有利于提高螺旋桨效率。中速机由于机身短小，可以减少机舱的面积和高度，因此特别适用于尾机舱船和机舱位于甲板下的滚装船和载驳船等。

经过不断的改进，柴油机动力装置日臻完善，它的燃料消耗量最低，能使用廉价的渣油，可靠性较高，检修期间隔长达30000小时以上，热效率接近50％，因此成为应用最广的船舶动力装置。

船舶柴油机的构造相当复杂，而且形式很多。但大体上均由主要部件和辅助机构所组成。而柴油机的主要部又可分成固定部件和活动部件两大类。

固定部件主要由机座、机架、气缸、气缸盖和主轴承等组成；活动部件主要由活动组件、连杆组件和曲轴组件等组成；柴油机的辅助机构主要由燃油系统、滑油系统、冷却系统和进排气系统，以及起动装置、换向装置、调速装置和操纵机构等组成。

柴油机动力装置的最大优点是热效率高，燃料消耗明显低于蒸汽机动力装置。①具有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气轮机动力装置低得多。高速柴油机的耗油率为160～180（克/千瓦·时）；中速机的耗油率为125～170（克/千瓦·时）；低速机的耗油率为126～140（克/千瓦·时）。一般汽轮机装置耗油率为180～350（克/千瓦·时），燃气轮机装置耗油率则更大，为240～400（克/千瓦·时）。这一优点使柴油机船舶的续航力大大提高。换句话说，一定续航力所需的燃油储备量较少，从而使营运排水量相应增加。②重量轻。柴油机动力装置除主机和传动机组外，不需要锅炉、燃烧器及工质输送管道等；所以，辅助设备和机械相应较少，布置简单；因此，单位重量指标较小。③具有良好的机动性，操作简单、起动方便、正倒车迅速。

柴油机动力装置存在如下缺点：①由于柴油机的尺寸和重量按功率比例增长快，因此单机组功率受到限制，低速柴油机也仅达到40000千瓦左右，中速机20000千瓦左右，而高速机仅在8000千瓦或更小，这就限制了它在大功率船上使用的可能性。②工作时噪声和振动较大。③中、高速柴油机的运转部件磨损较严重，高速强载柴油机的整机寿命仅1000～2000小时。④柴油机在低速时稳定性差，因此不能有较小的最低稳定转速，影响船舶的低速航行性能。另外，柴油机的过载能力也较差，在超负荷10％时，一般仅能运行1小时。