Et dieseldrevet lokomotiv eller en motorvogn har en mekanisk kraftoverførsel mellom dieselmotor og hjul. Det finnes to typer mekanismer for dette. I en direkte-drevet mekanisme er motoren koblet til akslene via drivaksler, differenssialer og utvekslinger. Den andre typen derimot lånte litt fra damplokomotivet med en koblingstang fra girkassen festet til de yte sider av hjulene på alle drevne aksler. Den første typen allikevel er mest vanlig for dieselmotorvognene, som dermed vil ha en automatgirkasse som på moderne bilkjøretøyer. De fleste dieseltogsettene i Danmark er dieselmekaniske, blant annet IC3 og IC4.