Hệ thống máy phát điện diesel thường được sử dụng làm nguồn điện dự phòng để đảm bảo trong trường hợp nguồn điện chính phát sinh sự cố mất điện hoặc trong thời gian sửa chữa bảo trì thì các hệ thống quan trọng tại nhà máy thủy điện vẫn hoạt động được bình thường. Hệ thống máy phát điện diesel chủ yếu bao gồm các bộ phận sau:

Động cơ Diesel: Đây là bộ phận cốt lõi của máy phát điện diesel, có chức năng chuyển đổi năng lượng hóa học (diesel) thành năng lượng cơ học.

Máy phát điện: Được kết nối với động cơ diesel, nó chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện. Bên trong máy phát điện có bộ phận stato và rôto, nó tạo ra điện thông qua nguyên lý cảm ứng điện từ.

Bảng điều khiển: dùng để theo dõi trạng thái hoạt động của máy phát điện như điện áp, dòng điện, tần số, v.v. và có thể thực hiện điều khiển tự động như tự động khởi động/dừng.

Hệ thống nhiên liệu: Bao gồm các thành phần như bình nhiên liệu, bơm nhiên liệu, bộ lọc nhiên liệu và các bộ phận khác, để đảm bảo động cơ diesel có đủ nguồn cung cấp nhiên liệu.

Hệ thống làm mát: dùng để kiểm soát nhiệt độ của động cơ diesel và máy phát điện, thường là làm mát bằng nước hoặc làm mát bằng không khí.

Hệ thống xả khí: dùng để xử lý khí thải sinh ra khi động cơ diesel hoạt động.

Hệ thống khởi động: bao gồm ắc quy và động cơ khởi động, dùng để khởi động động cơ diesel.

Trong các nhà máy thủy điện, tổ máy phát điện diesel thường được cấu hình ở chế độ tự động khởi động, sẽ khởi động trong vòng vài giây khi phát hiện sự cố nguồn điện chính mất điện, đảm bảo tính liên tục của nguồn cung cấp điện. Ngoài ra, việc bảo trì và kiểm tra máy phát điện diesel thường xuyên rất quan trọng, không chỉ để đảm bảo máy có thể hoạt động bình thường khi cần mà còn để kéo dài tuổi thọ của thiết bị.