燃料供給系統由油箱、輸油泵、濾清器等組成。柴油發電機工作時，輸油泵從泵內被提高，按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入燃燒室。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亦流回至燃油箱中。

    燃油箱的功用是儲存燃油，一般用鋼板沖壓焊接而成。它的容量通常應能滿足柴油發電機8～10h工作的需要。其內部通常用隔板分成數格，防止柴油在油箱內因受沖擊產生泡沫，影響正常供油。

    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，以保證油液清潔。通氣孔用來保證油箱內部空間和大氣相通，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油量測量裝置。

    柴油泵的結構很多，常見的有：擺線轉子式、葉片式和柱塞式等。其作用是將油箱內的油液提高到一定壓力，以克服油液通過濾清器的阻力，保持連續不斷地向噴油泵輸送具有一定壓力和流量的柴油。

    燃油在儲存、運輸等過程中易混入雜質，如果雜質進入燃油系統各精密組件內，可造成零件磨損加劇，直至發生卡死現象，直接影響柴油發電機組的正常工作。因此，燃油濾清器具有十分重要的作用。

    依據其濾清效果，燃油濾清器可分為粗濾器和細濾器兩大類。一般柴油發電機將這兩種濾清器串聯在燃油供給系統中。

    其中，粗濾器安裝在細濾器之前，只將燃油中較大的機械雜質（0.06～0.07mm以上）過濾出來。有些柴油發電機不單獨設置粗濾器，而是在燃油箱出口處加濾網，起到粗濾的作用。

    細濾器的作用是將燃油中非常細微的雜質過濾出來，保證送往燃油系統的燃油不受污染。細濾器濾芯一般由毛氈、棉線、過濾紙等制成。