罩式车体。机车装用一台由16气缸、V型结构、四冲程、废气涡轮增压的MTU 16V 396 TC14型高速柴油机，气缸直径为165毫米，活塞行程为185毫米，额定转速为每分钟1500转，装车功率为1,875马力（1,380千瓦）。机车使用具有液力换向技术的德国福伊特L5r4ZU2型液力变速箱。走行部由两台可互换的三轴转向架组成，转向架之间设有横向连结器，可改善机车的曲线通过性能。由于GK2型柴油机车采用全套进口的柴油机和液力传动装置，昂贵的价格使一般企业望而却步，该型机车的用户只有石化系统的茂名石化总厂。