为了保证机组达到各项技术指标，在机组设计和制造时，必须使柴油机和发电机良好匹配，它包括功率和转速两个方面。柴油机的功率是指柴油机以额定转速连续12小时正常运行所能达到的有效功率。同步发电机的功率是指在额定转速下，长期连续运转时输出端子上得到的额定电功率。通常把柴油机的额定功率（马力）与同步发电机的额定功率（千瓦）之比称为匹配比。在平原上使用的机组一般要求匹配比为1.6:1；对于一些要求较高的移动电站，匹配比取2:1。转速的匹配要求也很严格。转速与机组的功率、频率、电压等都有密切的关系，因此要求与发电机配套的柴油机必须具有性能较好而又工作可靠的调速器，以保证在较短时间内把发电机带到它的额定转速并稳定运行，还要能满足负载发生变化时对调速的要求。
机组运行柴油发电机组可以单台机组运行，也可以多台并联运行和并入电力系统运行。单台机组运行受到许多条件的限制：若其功率满足重载工况要求，轻载运行时就会降低机组运行的经济性，且其备用机组还要与运行机组容量相同。采用多台机组并联运行和并入电网运行，可扩大供电容量，提高供电的可靠性，其备用机组有一台即可，相对减少了备用机组的容量。实现并联运行需满足以下4个条件：①端电压相等；②频率相等；③相位一致；④相序一致。同时还要有运行保护装置，能自动地合理地分配和调整有功功率和无功功率，使机组间的调频特性和调压特性曲线趋向接近。