柴油發電機組的燃料系統是其重要組成部分。燃料供給系統由燃油箱、輸油泵、濾清器 等組成。柴油機工作的時候，輸油泵從燃油箱吸取燃油，送至燃油濾清器。經濾清后進入噴油泵，燃油壓力在噴油泵內被提高，按照不同工況所需的供油量，經高壓油管輸送到噴油器，最后經噴油孔形成霧狀噴乳燃燒室。輸油泵供應的多余燃油經燃油濾清器的回油管返回燃油箱，噴油器頂部回油管中流出的少量燃油也會流回燃油箱中。

燃油箱的作用是儲存燃油，一般燃油箱用鋼板沖壓焊接而成。它的容量通常滿足8-10小時工作需要。出油口位置應高于放油口，以使燃油中雜質沉淀于油箱底部。油箱頂部有加油口和通氣孔，加油口處裝有濾網，以保證燃油清潔。通氣孔用來保證油箱內部和大氣相通，防止工作中因油面降低而造成的油箱內部氣壓下降，影響正常供油。此外，油箱上還裝有油尺等可以測量然后存量的裝置。