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柴电动力又称柴油电力、柴油机电力，很多混合动力装置均使用柴电传动系统来提供牵引力，一套柴电系统使用一个柴油机连接一个发电机产生电力供牵引电机使用。

水面舰艇

第一艘柴油机船只其实也就是第一艘柴电动力船只，是1903年下水的俄罗斯汪达尔号油轮。而蒸气涡轮-电动机推进则是在1920年代于美国田纳西级战列舰上使用，后续这类技术都一直有少量运用；在美国以外，20世纪初运用柴电动力最大型的舰艇属芬兰海军的维纳莫宁级海防战舰，美国海军在二战爆发时因蒸气涡轮的料件生产短缺，二战初制造的艾瓦兹级护航驱逐舰也运用了柴电推进设计。

在战后，运用柴电动力设计的舰艇主要是破冰船。

一些当代的船只，比如游艇和破冰船上，使用电动机进行辅助推进帮助船只进行360度旋转从而使得船只更具有操作性。

还有一些船只使用燃气轮机但原理却基本相似。其实很大一部分船只的动力系统则是将各种轮机系统混和在一起的。比如玛丽二世女王号，在船的底部安有一组柴油机以及在顶部排气塔的一组燃气轮机。这里两组轮机都用于发电以供应发电机，船只的推进螺旋桨却并未与这两组的任何一组直接连接。

潜艇

柴电动力在第一次世界大战之前就已经成功地在潜艇上使用，由此潜艇的续战力相较更早的潜舰又有提升。在柴油引擎未泛用前，潜舰的热机动力曾用过煤油或汽油引擎，但是这些燃料容易挥发，不易运用；挥发性小、燃点高的柴油让潜舰更为安全，且柴油引擎的效率好，潜舰也能有更远的航程。

初期潜舰运用的柴电动力，由柴油机、电动机、发电机、蓄电池构成。螺旋桨由柴油机与电动机并联，在水上航行可运用柴油机航行，也可让柴油机带动发电机为蓄电池充电。在潜航状态时，舰艇空气有限，无法让需要耗氧的热机运作；蓄电池会为电动马达提供能量，由电力推动螺旋桨。

在这阶段，柴油引擎和电动马达是连接在同一组传动装置上，视需求切换并联机组，而柴油引擎会另外连接发电机为潜舰电池充电。但转换动力来源切换变速箱会造成额外的噪音，为了容纳多型机组而拉长的螺旋桨传动轴则会制造更多振动，增加被侦测到的风险。狭义来看，尚不算真正的柴电动力。苏联部分使用这种架构的潜舰则以设置3组推进机组处理隐匿性问题：比如三台柴油机或电动机同时运作，或者通过通气管让两台靠外的柴油机为蓄电池充电，中间的推进桨则由更安静的电动机继续运作等等。

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