单缸柴油机由若干个主要部件组成。其中，汽缸是柴油机的核心部件，负责容纳活塞和产生压缩燃油混合物。活塞则通过连杆与曲轴相连，将往复运动转化为旋转运动。曲轴是柴油机的动力输出部件，将活塞的运动转化为发动机的输出功率。此外，柴油机还包括喷油器、进气道、排气道等辅助部件。
单缸柴油机的工作过程可以分为四个冲程。第一冲程为进气冲程，活塞下行时汽缸内产生负压，进气门打开，新鲜空气进入燃烧室。第二冲程为压缩冲程，活塞上行时将空气压缩，使其温度升高。第三冲程为燃烧冲程，当活塞接近顶死点时，喷油器喷入燃油，与空气混合后燃烧，产生高温高压气体推动活塞下行。第四冲程为排气冲程，活塞再次上行，将燃烧后的废气排出汽缸，准备进行下一次工作循环。
单缸柴油机的可靠性和经济性是其重要特点。相对于汽油机而言，柴油机更加耐用可靠，能够承受较高的压力和负载。同时，柴油机在燃油经济性方面也具有优势，其耗油量较低，能够提供更高的功率输出。这使得单缸柴油机在农村和偏远地区得到广泛应用，成为重要的动力来源。