控制器ECU為柴油機系統中最重要的零件，控制著報警系統、水溫系統、油溫系統、機油壓力系統及轉速系統等，如出現故障機組將停止運行。柴油機控制器帶手動及全自動控制功能，當自啟動信號輸入或人工按下啟動按鍵，控制器便自動完成自啟動、機組運行、故障停機保護等程序控制和過程控制。

柴油機組在自啟動及運行過程中出現異常情況時，控制器可根據預設參數判斷其故障，并通過面板的顯示屏和相應的指示燈同時顯示故障原因，外接蜂鳴器用戶可接收自動報警信號；機組也將同時停機，對機組實施保護。 所以當單體泵柴油機控制器出現故障損壞現象，需要及時進行更換。（下圖為單體泵柴油機控制器）

傳感器：實時檢測柴油機運行狀態及操作信息，并送給控制器。基本傳感器有：發動機轉速傳感器、齒桿位移傳感器、噴油提前角傳感器等。

控制器：其核心部分是計算機，它負責處理所有信息，執行程序，并將運行結果作為控制指令輸出到執行器。此外，還有一種通訊功能，即和其他的控制系統——如傳動裝置控制器進行數據傳輸和交換，同時考慮到其他系統的實時情況，適當修正燃油系統的執行指令。

執行器：根據控制器送來的執行指令驅動調節噴油量及噴油正時的相應機構，從而調節柴油機的運行狀態。