柴油機車，別稱內燃機車，以內燃機做為源動力，根據傳動裝置驅動器車轱轆的機車。依據機車上內燃機的類型，在中國鐵路線上選用的內燃機大部分是柴油機。汽柴油（柴油機）在汽缸內點燃，將能源變換為由柴油機發動機曲軸輸出的機械動能，但并不是用于立即驅動器主動輪，只是根據傳動裝置變換為合適機車牽引帶特點規定的機械動能，再根據走行部驅動器機車主動輪在路軌上旋轉。
柴油機車應用普遍，在我國，柴油機車這定義習慣性上指的是柴油機車。柴油機車中內燃機和主動輪中間改裝臺與柴油發動機同樣關鍵并合乎牽引帶特點的傳動裝置。傳動裝置有三種：機械設備傳動裝置、液力傳動傳動裝置和電力工程傳動裝置。配有電力工程傳動裝置的柴油機車，稱之為電力工程傳動柴油機車。
20新世紀初，海外剛開始探尋研發柴油機車。1924年，俄國做成臺電力工程傳動柴油機車，并交貨鐵路線應用。同年，法國用柴油機和空制冷壓縮機配接，運用柴油機排氣管余熱回收加溫空氣壓縮替代蒸氣，將蒸氣機車改裝變成氣體傳動柴油機車。1925年，英國將臺220kW電傳動柴油機車資金投入應用，從業調車工作。30時代，柴油機車進到使用環節，30時代中后期，出現了些由輸出功率為900～1000kW單節機車三節連掛的主干線貨物運輸柴油機車。第二次大戰之后，因柴油機的特性和生產技術快速提升，柴油機車大部分配備了有機廢氣渦輪增壓器系統軟件，輸出功率比戰后提升約50%，配備交流電力傳動裝置和液力傳動傳動裝置的柴油機車的發展趨勢加速了，來到20新世紀50時代，柴油機車總數急驟提高。60時代期，功率大的硅整流器研制，并運用于機車制進，出現了交—交流電力傳動的2940kw柴油機車。在70時代，單柴油機柴油機車輸出功率已做到4410kW。伴隨著電子信息技術的發展趨勢，聯邦德國在1971年研發出1840kW的交直交電力工程傳動柴油機車，進而為柴油機車和電力工程機車的技術性發展趨勢出示了新的方式。柴油機車接著的發展趨勢，主要表現為在提升機車的可信性、使用性能和合理性，及其避免環境污染、減少噪音等層面持續獲得新的進度。
我國從1958年剛開始生產制造柴油機車，依次有車風型等3種型號規格機車資金投入大批量生產。1969年之后陸續大批量生產了車風4等15種新品手機，同代柴油機車相較為，在輸出功率、構造、柴油機熱效和傳動裝置高效率上，常有明顯提升；并且還各自加設了電阻器制動系統或液力傳動制動系統和液力傳動調速、機車各系統軟件維護和故障檢測顯示信息、微型機操縱的作用，選用了承載式車身、靜液壓機驅動器等系列新技術應用，機車可信性和使用期層面，特性有挺大提升。車風11貨物運輸機車的速率做到了160km/h。在制造柴油機車的另外，我國還依次從愛沙尼亞、荷蘭、英國、法國等進口了不樣總數的柴油機車，伴隨著鐵路線高效運轉和輕載化系統進程的加速，已經進步科學研究設計方案、開發設計與之相致的柴油機車。