这款机车是在SD38型柴油机车的设计基础上修改而成，为满足牵引旅客列车的需要而设有蒸汽锅炉。机车采用单司机室、底架承载结构、双侧外走廊的罩式车体，车体上部自前向后由电气室、司机室、动力室、冷却室四部分组成。机车走行部采用两台“Flexicoil”三轴转向架。动力装置为一台16气缸、二冲程、机械增压的16-645E型柴油机。传动系统采用直—直流电传动，柴油机直接驱动一台D32型直流发电机，发出的直流电供给六台D77型直流牵引电动机。牵引电动机采用轴悬式驱动方式，牵引齿轮传动比为4.13（62：15）。