柴油机在起动时，必须依靠外力驱动曲轴旋转，当达到一定转速时，气缸内的空气被压缩到一定的压力和温度，使喷进气缸的燃油开始燃烧，柴油机才开始正常地运转起来。
柴油机的起动方式有三种：
手摇起动：通过手摇装置把柴油机起动起来。
电动起动：利用电动机作为动力，通过传动机构来驱动曲轴旋转，从而使柴油机起动起来，电起动所用的电源为蓄电池，电压一般为24V。
压缩空气起动：把压缩空气导人柴油机气缸中，利用它的压力来推动活塞，使柴油机曲轴旋转，当达到一定转速时停送空气，而向燃烧室喷人燃油，便可把柴油机起动起来。
当采用自动信号控制起动电动机或控制压缩空气阀，并对润滑系统和冷却系统采取措施后，便可实现机组自起动。
在高层建筑中宜采用电起动方式，避免采用压缩空气起动方式。一类高层建筑中一定要选择带自起动装置的柴油发电机组，一旦市网供电中断，必须在15s内供电(高规要求30s)。二类高层建筑中有条件时，也宜采用带自起动装置的机组，有困难时也可采用手动起动装置。
柴油发电机组按转速分高、中、低三类。高速转速≥1000转/分，中速转速在300~1000转/分；低速转速