现代机车用的柴油机都配装废气涡轮增压器，以利用柴油机废气推动涡轮压气机，把提高了压力的空气经中间冷却器冷却后送入柴油机进气管，从而大幅度提高了柴油机功率和热效率。内燃机车的柴油机扭矩—转速特性和机车牵引力—速度特性完全不同，不能用柴油机来直接驱动机车动轮：柴油机有一个低转速，低于这个转速就不能工作，柴油机因此无法启动机车。内燃机车不像蒸汽机车那样费水，也不像蒸汽机车那样在行驶过程中需加煤加水，因此操作更为方便。机车性能良好，操作灵活，可靠性高，使用寿命长。

电传动内燃机车它先通过柴油发电机将柴油的化学能经燃烧放热膨胀做功转化成电能，再将电能通过电动机转化成机械能传递至车轮驱动火车行驶。内燃机车的传动装置为使柴油机的功率传到动轴上能符合机车牵引要求而在两者之间设置的媒介装置。内燃机车的柴油机不能逆转，机车也就无法换向。内燃机车载重量大。蒸汽机车的功率一般为2205千瓦左右，而内燃机车可以达到294Q?3675千瓦，因此其载重量大于蒸汽机车。

内燃机车燃油（柴油）在汽缸内燃烧，将热能转换为由柴油曲轴输出的机械能，但并不用来直接驱动动轮，而是通过传动装置转换为适合机车牵引特性要求的机械能，再通过走行部驱动机车动轮在轨道上转动。内燃机车的动力装置，又称压燃式内燃机。主要结构特点包括汽缸数、汽缸排列形式、汽缸直径、活塞冲程、增压与否等。内燃机车由柴油机、传动装置、辅助装置、车体走行部（包括车架、车体、转向架等）、制动装置和控制设备等组成，内燃机车必须加装传动装置来满足机车牵引要求。