大型柴油發電機組主要由以下幾個關鍵部分組成：
柴油發動機：這是發電機組的動力源，負責燃燒柴油產生機械能。這部分通常包括發動機本體、燃油系統、冷卻系統、排氣系統等。
發電機（交流發電機）：將柴油發動機的機械能轉化為電能。發電機通常分為轉子和定子，轉子在發動機的驅動下旋轉，產生感應電流。
控制系統：用于監控和控制發電機組的運行狀態，包括啟動、停止、調速和保護功能。控制系統包括電子控制模塊、控制面板和各類傳感器。
冷卻系統：用于冷卻柴油發動機和發電機，通常包括散熱器、風扇、水泵等部件，以保持設備在適宜的溫度范圍內運行。
排氣系統：負責排放發動機燃燒產生的廢氣，包括消音器和排氣管，以減少噪音和污染。
燃油系統：包括燃油箱、輸油管路、燃油泵、過濾器等，負責儲存和輸送柴油到發動機。
起動系統：通常包括蓄電池和起動馬達，用于啟動柴油發動機。
基礎和框架：提供物理支撐，保證所有部件穩固連接，并降低振動和噪音。
這些部件相互協作，確保柴油發電機組能夠高效、可靠地提供電力。