首先，柴油发电机通常由定子、转子、端盖、电刷、机座及轴承等部件构成。定子由机座、定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯、转子磁极(有磁扼、磁极绕组)、滑环、(又称铜环、集电环)、风扇及转轴等部件组成。
通过轴承、机座及端盖将柴油发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，通过滑环通入一定励磁电流，使转子成为一个旋转磁场，定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
从物理结构来说，柴油发电机的定子和转子除了是一个原动力的拖动外，是完全独立、互不干扰的两部分。柴油发电机的定子是有功源，产生感应电动势、电流，在原动力的拖动下，向外输出交流电的有功，由原动力(油量、气量、风量、水量等)决定有功功率的大小。
柴油发电机的转子是无功源、绕组从外部引入直流电建立磁场，在原动力的拖动下，向外输送交流电的无功，由外部输入(多数用柴油发电机自发的交流电整流而得)的直流电决定无功功率的大小。
从电磁原理来说，转子和定子又是精密联系的，柴油发电机的有功和无功都是由定子输出的，转子的力矩决定有功功率的大小，转子线圈的直流电流决定无功功率的大小。