发动机曲轴可将活塞的往复运动转变为旋转运动，并把连杆传采的切向力转变为扭矩，对外输出功率和驱动各辅助系统。发动机曲轴由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、发动机曲轴平衡块及发动机曲轴前、后端组成。发动机曲轴由前、后两个主轴颈支承在主轴承上，多缸机的主轴承一般采用轴瓦形式(也有的用滚动轴承)，上瓦片带油槽和油孔，装在机体的轴承座内，下瓦片则装在轴承盖内。发动机曲轴必须轴向定位，有的采用一道带翻边的主轴瓦(4125A型柴油机)，装在最后一道轴承上;有的则在中间主轴承上装有止推片。发动机工作时，主轴承和主轴承座受力很大，因此安装主轴承盖时，要以规定扭矩拧紧主轴承螺栓，而且要用锁片等锁紧。

　　主轴颈和连杆轴颈都靠压力油润滑，机油从机体上的主油道压送至主轴颈表面，再通过主轴颈与连杆轴颈之间的斜油道送到连杆轴颈表面。连杆轴颈内有圆柱形空腔，两边用油塞堵住，工作时可对机油进行离心净化。工作一定时期后，空腔会沉积大量杂质，必须定期加以清除。

　　曲柄是主轴颈与连杆轴颈的联接部分，其下端设发动机曲轴平衡块，用来平衡连杆轴颈等旋转时所产生的离心力，减轻柴油机的振动，延长轴承的寿命。

　　发动机曲轴前端装有发动机曲轴正时齿轮，用来驱动正时齿轮室中其他齿轮转动，以完成配气、调速、平衡等作用。多缸机的发动机曲轴前端还装有带动水泵及风扇的三角皮带轮和启动爪。发动机曲轴后端与飞轮联接。在发动机曲轴前后端都设置挡油盘，并在前端正时齿轮室盖处和后端主轴承盖外侧都装有油封，防止发动机曲轴箱内的机油外漏。为了保证和发动机曲轴同轴，油封座或回油挡板与机体都有定位销定位。发动机曲轴后端的密封装置有的采用回油螺纹，如4125A型柴油机。