柴油发电机组作为备用电源时，一旦外部电源中断，就应该起动发电机组，向变电站的低压母线供电，保证供电的连续性。起动柴油发电机一般有手动起动方式和自动起动方式，一般对于有人值守的变电站，采用手动起动；对于无人值守的变电站，采用自动起动。但往往自动起动装置中都伴有手动起动功能，以方便使用。
柴油机的起动根据起动动力源，可分为电动起动和气动起动两种。电动起动利用直流电动机（一般为串励直流电动机）作为动力，通过传动机构驱动曲轴旋转，当达到发火转速时，燃油就开始燃烧、做功，起动电动机就自动退出工作。电动机电源采用蓄电池，其电压为24V或12V。气动起动是使储存在气瓶内的压缩空气进入柴油机气缸，利用其压力推动活塞，使曲轴转动，当达到发火转速时，燃油就开始燃烧、做功，同时停送空气，当起动成功后，柴油机慢慢进入正常运转状态。
因此，柴油机自动起动装置的执行对象不是电动机的接触器，就是起动回路的起动电磁阀。自动起动装置就应该有接收起动指令、执行起动指令和切除起动指令三个环节。有些装置能够重复起动一般为三次，若三次起动不成功给出报警信号。对于大容量机组，还有暖缸运行程序，可防止柴油机的粗暴起动造成其气缸热应力过载，影响柴油机使用寿命。
柴油发电机组自动控制电路
如图（上图）是一种继电接触器控制的备用电源与主电源自动切换电路。U1为主电源电压，以U2为备用电源电压，当外电源中断供电时，U1=0，这时，断路器QF1欠电压线圈断电，QF1断开，切断主电源。在自备电源控制回路中，QF1的常闭触点闭合，为QF2合闸作准备由于备用机组还没有起动，所以U2=0，电压继电器KV也不会动作。一旦备用柴油发电机组起动之后，发电机发出电压，使电压继电器KV动作，其常开触点闭合，接通K02，使QF2合闸，备用电源投入工作。
而图中（下图）是自动起动装置电路。图中M为起动电动机，当主电源中断时，QF1跳闸，其常闭触点闭合，与备用电源断路器QF2的常闭触点配合，接触器KM4得电，KM4的常开触点闭合，使KM3得电，KM3的常开触点闭合，使起动电动机M得电，进入自动起动，同时，KM4的一对常开触点闭合，使警铃HA得电，发出报警声，表明备用电源正在起动，另外还有一对触点闭合，使时间继电器KT得电，其瞬时断开常闭触点断开，使限流电阻R串入，防止时间继电器KT线圈长时间通入大电流。当KT常开触点延时闭合时，即柴油机电动驱动时间到，KM5得电，其常开触点闭合，使发电机励磁绕组通电（电路未画出），发电机建立电压；KM5常闭触点断开，使KM3断电，起动电动机失电，电动起动结束。
当发电机建立电压达到额定值时，电压继电器KV动作，其常开触点闭合，使K02得电，QF2合闸，柴油发电机为负载供电。同时QF2的常闭触点断开，使KM4断电，进一步保证KM3断电，使起动电动机脱离起动电源，KT1、KM5复原，发电机的励磁由自动恒压装置（电路未画出）来完成。