单缸柴油机通常由缸体、活塞、连杆、曲轴、气门机构、燃油系统以及冷却和润滑系统等部分组成。
缸体是单缸柴油机的主体部分，它通常采用铸铁材料制成。缸体内部有一个容纳活塞的空腔，以及进气口、排气口、火花塞孔和油底壳孔等。缸体还配备了水套，用于冷却引擎。
活塞是单缸柴油机中最重要的零部件之一。它由铸铁或铝合金制成，并具有圆筒形状。活塞通过活塞环与缸体壁紧密配合，形成活塞工作腔。燃烧时，活塞向下运动，将燃气推入曲轴腔，产生机械动力。
连杆是将活塞与曲轴连接的零件，一端与活塞销连接，另一端与曲轴销连接。它通过连杆轴承与曲轴相连，将活塞的来回往复运动转化为曲轴的旋转运动。
曲轴是单缸柴油机中最重要的动力输出部件。它由钢铁材料制成，具有复杂的几何结构。曲轴通过连杆与活塞运动相连，将活塞的直线运动转化为旋转运动。
气门机构由进气门和排气门组成，用于控制燃气进出活塞腔。进气门在进气冲程期间打开，排气门在排气冲程期间打开。它们通过凸轮轴或摇臂机构与曲轴相连，实现气门的开关。
燃油系统是单缸柴油机中的关键部分。它由燃油泵、喷油器和燃油滤清器等组成。燃油泵将柴油从油箱抽取，并通过喷油器喷入活塞腔，在高压和高温条件下进行燃烧。
冷却和润滑系统用于保持单缸柴油机的正常运行和延长其使用寿命。冷却系统通过水套和水泵将冷却液循环送往缸体，以吸收燃烧过程中产生的热量。润滑系统通过油底壳和油泵将润滑油供给各个摩擦部位，减少摩擦损失和磨损。