柴油機車是鐵路機車的一種,是指所有動力來源為柴油引擎,通过不同传动装置驱动车轮的鐵路機車,於20世紀中期開始各地鐵路廣泛使用。這些機車的功率輸出和效率比蒸氣機車高,自20世紀中開始在世界大部份地方成為主要鐵路機車種類,柴油機車可以直接取代蒸汽機車,不像電力機車必須依賴其他的電力傳送設施,如架空線或第三軌。图为比利时国家铁路的#7798柴油机车。