柴油機泵的工作原理是利用水的流速沖力，葉輪帶動泵葉輪把水抽到河岸上面。

柴油機自吸泵和一般的離心泵不同，離心泵工作前，泵體和進水管要罐滿水形成真空狀態，葉輪快速轉動時，葉片促使水旋轉，旋轉的水在離心力作用下從葉輪中飛去，泵內水被拋出后，葉輪中心形成真空區域，水在大氣壓力或水壓作用下通過管網壓到進水管內，循環抽水。柴油機自吸泵不需要灌引水，因為其特殊設計，電機停運后泵殼里的水不會自動排空，電機帶動渦輪高速旋轉，迅速使泵內形成負壓，利用大氣壓將水壓至泵殼，再離心揚程，吸程不會超過一個大氣壓，約 11 米。

柴油機油泵的工作原理主要依靠柱塞于柱塞套內的往復活動。當柱塞處于下部位置時，柱塞套上的兩個油孔開啟，令柱塞套內腔與泵體內的油道相互連通，燃油得以迅速填滿油室。當凸輪觸及滾輪體的滾輪時，柱塞上升開始壓油進程，在此進程中，柱塞上行油室內的油壓陡然增高，當壓力超出出油閥的彈簧彈力以及上部油壓時，就會頂開出油閥，燃油被壓入油管并傳送至噴油器。在柱塞持續向上運動期間，供油始終持續直至柱塞上的螺旋斜邊避開柱塞套回油孔為止。當油孔一經打開，高壓油從油室經由柱塞上的縱向槽和柱塞套上的回油孔回流至泵體內的油道，此時柱塞套油室的油壓迅速下降，出油閥在彈簧和高壓油管中油壓的作用下回歸閥座，噴油器即刻停止噴油，盡管柱塞仍舊繼續上行，但供油已經停止。

柴油機泵的工作還與柴油機的工作原理密切相關，柴油機通過壓縮空氣使柴油在高溫高壓環境下自燃釋放能量驅動發動機工作，而柴油泵起到供給高壓柴油的重要作用。柴油泵主要由柴油泵體、柱塞、凸輪軸等部件組成，它們共同協作完成柴油的高壓輸送。在柴油泵體內，柴油泵的活塞被凸輪軸帶動做往復運動，形成一定容積的低壓空間，通過進油閥從油箱中吸取柴油充滿這個低壓空間，當活塞運動到某一位置時，低壓空間被隔離，活塞繼續運動壓縮柴油產生高壓，當壓力升高到一定程度時，進油閥關閉，高壓柴油被輸送到燃油噴射器中，完成一次供油過程。

柴油泵采用了柱塞與柴油泵體之間的密封配合以及進油閥和放油閥的配合來實現高壓柴油的輸送，其中的柱塞可看作活塞桿，其往復運動改變了柴油泵內的密閉空間容積，從而實現柴油的壓縮和輸送。凸輪軸通過其特殊的凸輪形狀驅動柴油泵的柱塞運動，其形狀和旋轉速度影響柴油泵的工作效率和輸出壓力。此外，壓力調節器能調整柴油泵的輸出壓力，根據輸出壓力控制油路的閥門開啟度來調整壓力，保證輸出壓力穩定。