柴油发电机飞轮的主要作用是储存，带动曲轴连杆机构越过上、下止点，保证内燃机运转平稳，提高内燃机短时抗超载能。另外，还作为启动装置的传动件和传动系中摩擦离合器的驱动件。

柴油发电机飞轮的结构，飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，多采用灰铸铁制造，当圆周速度超过50m/s时要用强度较高的球墨铸铁或铸钢制造。为减小飞轮质量，提高转动惯量，飞轮大部分质量集中在轮缘，因而飞轮的轮缘制作的宽而厚。飞轮的外缘上压有齿圈，可与起动机（电动机）的驱动齿轮啮合，带动曲轴旋转，启动内燃机。

飞轮外缘端面上通常刻有一缸活塞（或一缸）上止点的标记。有的还刻有点火提前角（汽油机）或供油提前角（柴油机）记号，以便于调整。