柴油机起动的过程是经过人力或其它动力转动柴油机曲轴使活塞在顶部密闭的气缸中作上下往复运动。活塞在运动中完成四个行程：进气行程、压缩行程、燃烧和做功（收缩）行程及排气行程。当活塞由上向下运动时进气门打开，经过空气滤清器过滤的新鲜空气进入气缸完成进气行程。活塞由下向上运动，进排气门都关闭，空气被压缩，温度和压力增高，完成压缩过程。活塞将要抵达最顶点时，喷油器把经过过滤的燃油以雾状喷入燃烧室中与高温高压的空气混合立刻自行着火燃烧，形成的高压推进活塞向下做功，推进曲轴旋转，完成做功行程。做功行程完成后，活塞由下向上运动，排气门打开排气，完成排气行程。每个行程曲轴旋转半圈。经若干工作循环后，柴油机在飞轮的惯性作用下逐步加速进入工作状态，柴油机曲轴旋转同时便带动了发电机的转动发电。
