（1）按照柴油机发电机的燃料分类；可分柴油发电机组和复合燃料发电机组
（2）按照转速分类；可分为高速、中速、低速柴油发电机组
（3）按照使用条件分类：可分为陆用、船用、挂车式和汽车式柴油发电机组。其中陆用发电机组：包括移动式和固定式。陆用机组又可以分为普通型、自动化型、低噪音型、低噪音自动化型四种。
（4）按照柴油机发电机输出电压和频率分类：可分为交流发电机组和直流发电机组。其中交流发电机组；包括中频40HZ和工频50HZ。对50HZ工频中小型发电机组的表定电压一般为400V；大型发电机的标定电压一般为6.3～10.5kV。
（5）按照同步发电机的励磁方式分类：可分为旋转交流励磁机和静止励磁机。
1）旋转交流励磁机励磁系统，包括交流励磁机静止整流器励磁系统而后无刷励磁系统
2）静止励磁机励磁系统，包括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
（6）按用途分类
1）常用机组
这类柴油机发电机常年运行，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。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而设立建设周期短的常用柴油发电机组来满足用户的需要。这类柴油机发电机一般容量较大，对非恒定负载提供连续的电力供应，对连续运行的时间没有限制，并允许每12h内有1 h过负载供电时间，过负荷能力为额定输出功率的10%。这类机组因其运行时间较长、负载较重，相对于本机极限功率的许用功率被调至较低点。
2）备用机组
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。这类柴油机发电机常设在电信部门、医院、市电供应紧张的工矿企业、机场和电视台等重要用电单位。这类机组随时保持备用状态，能对非恒定负载提供连续的电力供应。