型柴油机车采用特殊的B-1-B轴式配置，包括两台装有车轴齿轮箱的两端转向架、一台只承受车体重量的中间单轴转向架。DD91型柴油机车装用一台从西德引进的迈巴赫MD870型柴油机（MTU公司的新型号为MD 16 V 538 TB型），这是一种四冲程、16气缸、水冷式、涡轮增压、带中间冷却器的V型高速柴油机，采用了隧道式钢板焊接曲轴箱、钢头铝裙油冷组合活塞、圆盘式曲轴和球形预燃室等技术。气缸直径为185毫米，活塞行程为200毫米，气缸夹角为60°，标定功率为2000马力（1490千瓦），装车功率为1820马力