اصول عملکرد یک ژنراتور دیزلی بر اساس قانون پایستگی انرژی است؛ یعنی «انرژی نه می‌تواند ایجاد شود و نه از بین برود، بلکه از نوعی به نوع دیگر تبدیل می‌شود.» دیزل انرژی شیمیایی دارد و در طول احتراق انرژی شیمیایی آن به انرژی گرما و نیرو تبدیل می‌شود. این نیرو به عنوان انرژی مکانیکی شناخته شده و آلترناتور را می‌چرخاند. چرخش آلترناتور نیز موجب تولید برق می‌شود. احتراق، فرایند آتش گرفتن سوخت در هوای بسیار متراکم است و دمای آن به ۷۵۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد.
عملکرد دیزل ژنراتور به طور خلاصه طی چهار مرحله مکش، تراکم، احتراق و تخلیه صورت می‌گیرد.
🔸🔹 مرحله مکش 🔸🔹
با باز شدن شیر ورودی، پیستون از مرکز جابه‌جا شده و هوار به سیلندر کشیده می‌شود. وقتی هوا به اندازه کافی با فشار وارد شد، شیر مکش در انتهای این مرحله بسته می‌شود.
🔸🔹مرحله احتراق🔸🔹
در این مرحله، سوخت به هوای متراکم داغ وارد می‌شود و شروع به سوختن کرده و فشار را حفظ می‌کند و هنگامی که پیستون به مرکز فوقانی برسد، تأمین سوخت متوقف می‌شود. تزریق سوخت در انتهای مرحله مکش تا رسیدن به نقطه قطع ادامه می‌یابد. در این حالت، شیر ورودی و تخلیه بسته می‌مانند و گازهای داغ و هوای فشرده در سیلندر پخش می‌شود و سبب حرکت پیستون به سمت پایین می‌شود تا اینکه به نقطه پایین برسد.
🔸🔹مرحله تخلیه🔸🔹
در این مرحله، پیستون دوباره به سمت بالا حرکت می‌کند و اجازه می‌دهد شیرهای تخلیه باز شده و شیر سوخت بسته شوند. گازهای سوختِ محترق شده، به دلیل انبساطی که دارند، فرار می‌کنند و با حرکت پیستون به بالا، گازهای باقی‌مانده از طریق دریچه اگزوز به بیرون رانده می‌شوند. با پایان یافتن این مرحله، شیرهای تخلیه بسته شده و چرخه کامل می‌شود.