柴油发电机组的种类很多，按照发动机燃料可以分为柴油发电机组和复合燃料发电机组等；按照转速可以分为高、中、低速机组；按照使用条件可以分为陆用（固定式和移动式）、船用、挂车式及汽车式4种类型，其中陆用机组又可分为普通型、自动化型、低噪声及低噪声自动化型4种型式；按用途可以分为应急、备用和常用发电机组；按照发电机的输出电压频率可分为交流发电机组（中频：400Hz，工频：50Hz）和直流发电机组，当电压频率为50Hz时，中小型发电机的标定电压一般为400V，大型发电机的标定电压一般为6.3～105kV。
柴油发电机组通常采用交流同步发电，按照同步发电机励磁方式可分为旋转交流励磁机励磁系统和静止励磁机励磁系统两类，其中旋转交流励磁机励磁系统又可分为交流励磁机静止整流器励磁系统和无刷励磁系统，静止励磁机励磁系统又可以分为电压源静止励磁机励磁系统、交流侧串联复合电压源静止励磁机励磁系统和谐波（或基波）辅助绕组励磁系统。柴油发电机组如果按照发电机组的控制方式则可以分为普通机组、自动化机组、无人值守机组；此外还有低噪声机组、低排放机组分类等等。
陆用固定式柴油发电机组可按其性质和用途分类，也可按控制和操作方式分类。
1.2.1 按性质和用途分类
1.常用发电机组
这类发电机组常年运行，一般设在远离电力网（或称市电）的地区或工矿企业附近，以满足这些地方的施工、生产和生活用电。目前在经济发展比较快的地区，由于电力网的建设跟不上用户的需求，所以设立建设周期短的常用柴油发电机组来满足用户的需要。这类发电机组一般容量较大。
2.备用发电机组
在通常情况下用户所需电力由市电供给，当市电限电拉闸或其他原因中断供电时，为保证用户的基本生产和生活而设置的发电机组。这类发电机组常设在市电供应紧张的工矿企业、医院、机场和电台等重要用电单位。
3.应急发电机组
对市电突然中断将造成重大损失或人身事故的用电设备，常设置应急发电机组对这些设备紧急供电，如高层建筑的消防系统、疏散照明、电梯、自动化生产线的控制系统及重要的通信系统等。这类发电机组需安装自起动柴油发电机组，自动化程度要求较高。
4.战备发电机组
这类发电机组是为人防和国防设施供电，平时具有备用发电机组的性质，而在战时市电被破坏后，则具有常用发电机组的性质。这类发电机组一般安装在地下，具有一定的防护能力。
1.2.2 按控制和操作方式分类
1.现场操作发电机组
操作人员在机房内对发电机组进行起动、合闸、调速、分闸、停机等操作。这类发电机组运行时所产生的振动和噪声、油雾和废气对操作人员的身体有不良影响。
2.隔室操作发电机组
这类发电机组的机房和控制室分开设置，操作人员在控制室内对机房内的柴油发电机组进行起动、调速、停机等操作，并对机组的运行参数进行监测，对机房内的辅机也实施集中控制。隔室操作可改善操作人员的工作环境。
3.自动化发电机组
经过各有关单位的多年研究，现在柴油发电机组的自动化可实现无人值守，其中包括机组自起动、自动调压、自动调频、调载、自动并车、按负荷大小自动增减机组、自动处理故障、自动记录打印机组运行报表和故障情况。实用发电机组的自动化程度可按实际需要设置。自起动机组可在市电中断后10～15s自动恢复供电。