为了保证发动机能连续不断地、可靠地进行工作，需要一系列的机构和系统，它们之间互相联系，互相配合，协调一致，保证发动机稳定地运转。
1 机体
机体是柴油机的骨架，是柴油机最大、最重的零件，它担负着多种任务并承受各种内、外载荷。柴油机的所有零件、附件直接或间接地装在它上面。因此，机体在结构上要具有较高的强度和刚度。机体主要由气缸盖和气缸体两大总成部件组成。机体常见故障有缸体缸盖的变形、缸套穴蚀和早期磨损、气缸垫的烧蚀等。
2 曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是柴油机实现工作循环，完成能量转换的机构。其作用是：在作功行程中将活塞的往复直线运动变成曲轴的旋转运动，以实现热能和机械能的相互转变。而在排气、进气和压缩行程时，又靠飞轮之惯性将曲轴的旋转运动变成活塞的往复直线运动，完成柴油机整个工作循环。曲柄连杆机构的常见故障有缸塞组的早期磨损、烧瓦抱轴、曲轴连杆的弯曲变形等。
3 配气机构
配气系统包括配气机构及进排气装置两大部分。配气机构的功用是按照发动机工作循环的要求，在进气和排气过程中，定时打开和关闭进、排气门，使新鲜空气适时充入气缸，燃烧的废气及时排出气缸外；而在压缩、燃烧和膨胀过程中，使进、排气门严密关闭，保证发动机正常工作。进排气装置的功用是向发动机供给洁净、充足的新鲜空气，并将气缸中排出的废气经消音器处理后排到大气中。配气机构的常见故障有气门封闭不严、异响、空气滤清器堵塞等。
4 燃油供给系统
燃油供给系统是根据柴油机的不同工况，将燃油定时、定量以一定的压力及喷油质量喷入燃烧室，与空气迅速形成良好的混合气并燃烧。柴油机运转时，根据负荷变化调节供油量，稳定柴油机转速。燃油供给系统常见故障有油路进入空气、三大精密偶件磨损、供油不正时、供油量过大或过小等。
5 润滑系统
润滑系统的功用是不断地将润滑油送到发动机相对运动零件的摩擦表面，使之形成油膜，从而减轻摩擦，减少零件的磨损，降低柴油机功率消耗。润滑系统具有减磨作用，减轻运动件表面间的摩擦和运动件的磨损，减少发动机克服摩擦阻力所消耗的功率；具有冷却作用，带走零件表面的摩擦热；还具有清洗、密封和防锈作用。因此，润滑系在减少机械摩擦损失、延长发动机使用寿命等方面起着重要作用。润滑系统常见故障有机油压力过低或过高，机油消耗异常等。
6 冷却系统
冷却系统的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。冷却系常见故障有水温过高、漏水等。