Pada kereta rel diesel–mekanik (KRDM), energi putar mesin disalurkan melalui gearbox dan poros penggerak langsung ke roda kereta, sama seperti mobil. Pemindahan transmisi gigi dapat dilakukan secara manual oleh masinis, seperti pada sebagian besar KRD British Rail generasi pertama, tetapi pada sebagian besar penggunaannya, transmisi gigi dilakukan secara otomatis.

Pada kereta rel diesel–hidraulik (KRDH), konverter torsi hidraulik, yang bertindak sebagai kopling fluida, berfungsi sebagai tempat transmisi tenaga penggerak mesin diesel untuk memutar roda. KRDH ada yang dilengkapi perpaduan transmisi hidraulik dan mekanik (hidromekanik), dan umumnya transmisi akan berubah menjadi mekanik saat KRDH melaju tinggi. Tujuannya adalah untuk mengurangi RPM dan kebisingan mesin.

Pada kereta rel diesel–elektrik (KRDE), mesin diesel menggerakkan generator atau alternator sehingga menghasilkan energi listrik. Arus listrik kemudian disalurkan ke motor traksi listrik pada roda atau bogie dengan cara yang sama seperti lokomotif diesel–elektrik konvensional.^[1] KRDE desain lama terkadang hanya menggunakan motor traksi dan tidak menggunakan mesin diesel dan generator listrik. Sedangkan KRDE modern memiliki mesin diesel, generator dan motor traksi pada satu unit kereta masing-masing.^[2]

Pada KRDE tertentu, seperti Bombardier Voyager, setiap unit kereta sepenuhnya berpenggerak mandiri karena tiap kereta memiliki mesin, generator, dan motor listriknya sendiri.^[1] Pada desain lain, seperti KRDE British Rail Class 207 atau Stadler GTW dan Stadler FLIRT,^[3] Beberapa kereta dalam rangkaian tidak memiliki penggerak atau hanya memiliki motor listrik, sementara arus listriknya sendiri diperoleh kereta lain yang diperlengkapi generator dan mesin.

Dengan transmisi diesel–elektrik, beberapa KRD dapat berasal dari KRL tanpa pantograf atau sepatu kontak (misalnya pada British Rail Southern Region), yang sumber tenaganya "digantikan" oleh satu atau lebih generator diesel di dalamnya. KRD jenis ini dapat ditingkatkan menjadi "kereta rel elektro–diesel" atau "kereta rel hibrida" dengan menambahkan satu atau dua pantograf atau sepatu kontak (dengan konverter yang tepat,^{[butuh klarifikasi]} jika diperlukan) dan modifikasi terkait pada sistem kelistrikan.^{[butuh rujukan]}