柴油暖風機主要由空氣加熱器和風機組成。

其工作原理是這樣的：首先，油箱中的柴油被吸入到噴油嘴，在燃燒室霧化后被點燃并燃燒。燃燒產生的熱量一方面加熱空氣及燃燒室壁，另一方面，風扇會送入一部分空氣到燃燒室提供氧氣助燃，從而產生高溫煙氣。

對于開放型的燃燒室，少量煙氣與大量熱氣在出風口混合后被排出；而對于封閉式燃燒室，少量煙氣從排煙道被排出，大量相對潔凈的熱氣從出風口被排出。

燃燒過程中，空氣加熱器的螺旋翅片管發揮重要作用，它能高效散熱，然后由風機將熱空氣送出，從而調節室內空氣溫度。

此外，一些先進的柴油暖風機還配備了溫控系統，能根據室內溫度自動調節燃燒強度，達到節能和保持舒適溫度的效果。