绿皮火车的内燃机一般使用柴油机作为动力来源。

柴油机的工作原理是将柴油喷射到高压空气中，通过高温高压使其自燃产生能量，驱动火车运行。与汽油机相比，柴油机具有更高的热效率和较少的二氧化碳排放，但噪音和震动较大。为减少噪音和震动，绿皮火车还配备了隔音装置和减振器，提高乘车舒适性。