上柴发电机组的基本工作原理与低压发电机组相同。一般是柴油机带动同步发电机一起工作，在附属装置和控制器的配合下发电。低压发电机组的输出功率在十到几千伏安以上，而高压发电机组的输出功率在一千伏安以上。也有少数高压发电机组使用燃气轮机驱动同步发电机。然而，无论用于驱动机器的发动机类型如何，其主轴速度都应设置为1500转/分。这是为了保证三相同步发电机按照国家规定每秒能产生50 Hz交流电。

同步上柴发电机转子上的绕组线圈经过DC后会产生DC转子磁场，其强度用磁通φ表示。当转子被发动机带动旋转时，转子的磁场会在旋转过程中切断嵌在同步上柴发电机定子内的绕组(这条线叫一转。每个绕组中有n匝线圈)，并包括绕组的两端。电动势e .转子磁通φ越大，定子绕组线圈n匝数越多，产生的电压越高。他们的同步发电机有三个(三相)定子绕组，每个绕组感应电动势E的有效值为E = 4.44φFnK。

其中f为同步发电机50Hz输出电压的频率，k为定子绕组中全圆线圈和短距离线圈数量之比，称为节距系数，k通常≤ 1。根据该技术概念，制造出高压同步上柴发电机。随着电机制造技术的逐步提高和新材料的出现，现代高压同步发电机的技术性能越来越完善。