柴油發電機飛輪的主要作用是儲存，帶動曲軸連桿機構越過上、下止點，保證內燃機運轉平穩，提高內燃機短時抗超載能。另外，還作為啟動裝置的傳動件和傳動系中摩擦離合器的驅動件。

柴油發電機飛輪的結構，飛輪是一個轉動慣量很大的圓盤，多采用灰鑄鐵制造，當圓周速度超過50m/s時要用強度較高的球墨鑄鐵或鑄鋼制造。為減小飛輪質量，提高轉動慣量，飛輪大部分質量集中在輪緣，因而飛輪的輪緣制作的寬而厚。飛輪的外緣上壓有齒圈，可與起動機（電動機）的驅動齒輪嚙合，帶動曲軸旋轉，啟動內燃機。

飛輪外緣端面上通常刻有一缸活塞（或一缸）上止點的標記。有的還刻有點火提前角（汽油機）或供油提前角（柴油機）記號，以便於調整。