机车传动装置采用直—直流电传动，柴油机通过联轴器直接驱动一台ГП-319Б型直流牵引发电机，再供给六台并联的直流牵引电动机。牵引发电机额定功率为780千瓦，采用独立励磁及自然通风冷却；牵引电动机采用ЭД-107А型直流串励牵引电动机，额定功率为112千瓦，额定电压为215伏（605安培）。TEM5型柴油机车亦具有柴油机—发电机功率联合调节器，调节系统采用了磁放大器，使柴油机的功率能得到充分利用。为扩大机车恒功速度范围，机车能够对牵引电动机使用二级磁场削弱，磁场削弱率分别为48%及25%。МВГ-25/11型辅助直流发电机和В-607型励磁机安装在同一单元内，即А-708型双机组，用来提供牵引发电机励磁电流、蓄电池充电、控制电源和照明电源。