柴油机车的分类
依照动力传动方式的不同，柴油机车又可分为电力传动、液力传动、和机械传动三大分类。
电力传动
美国GP38型柴电机车电力传动柴油机车(Diesel-Electric)，亦称柴油电力式机车、或柴电机车，是把机车上柴油引擎产生的动力，经发电机转化成电力，再由马达带动车轮。可以说，电力传动柴油机车是自携发电机的电力机车。
在最初几十年制造的柴电机车都使用直流马达来带动车轮，但近年来交流马达的使用有增加趋势。制动(煞车)装置则大都使用动态制动(dynamic brake)，在这个装置下动能经由传动马达转换成电力，电力再由电阻转换成热能后经由机车车顶上的散热装置散去。电态制动能在山岳地区路线减少制动装置使用及磨损，但在低速情况下则没有显著效果。
英国的252-HST型是内燃机车的世界速度纪录保持者。它的最高速度是时速143英里(229公里) ，量产型运行速度亦达时速125英里（200公里）。
在美国，部分在纽约行走的柴电机车装有第三轨配电设备。在市内设有第三轨的地方行走时可以从电网取电，以纯粹电力机车方式运作，在郊区未电气化的路段则使用柴油引擎发电。这种机车通常被称为双模式机车(dual-mode locomotive)。
液力传动
液力传动柴油机车(Diesel-Hydraulic)，亦称柴油液力式机车、或柴液机车，使用扭力转换器(torque-converter)，用液力把内燃机的动力传到车轮上。扭力转换器主要有三个浸在传动油的部分：离心泵，涡轮及中间固定导轮。离心泵连着内燃机，当内燃机转动时，离心泵随着转动，把传动油经过导轮吹向涡轮。涡轮被传动油带动而旋转，再带动车轮。
液力传动机车比电传动机车效率稍高。不过它们的机械相对复杂，而故障率亦稍高。在北美洲，大部分的柴油机车（特别是大功率的机车）都是采用电力传动。欧洲和日本则以液力传动柴油机车较多。
机械传动
机械传动柴油机车（Diesel-mechanical）、像汽车的手动变速器一様用变速箱和离合器。
