Тепловоз ТЭП10Л является односекционным однокабинным локомотивом. Мощность дизеля 10Д100, установленного на тепловозе, равна 3 000 л. с. Продольный разрез и план секции тепловоза 2ТЭ10Л показан на рис. 1 и 2 (тепловоз с водомасляным охлаждением).
Тепловоз ТЭП10Л оборудован электропневматическим тормозом. Рама тепловоза однотипная по конструкции с рамой тепловоза ТЭЗ и опирается на две трехосные тележки, в которых все оси ведущие. На каждую тележку рама опирается в четырех точках на опоры с воз-вращающими устройствами, которые предназначены для обеспечения спокойного хода тепловоза на прямых участках пути и возвращения рамы тележки в среднее положение при выходе его из кривой. Передняя и задняя тележки тепловозов имеют одинаковую конструкцию, за исключением привода скоростемера, установленного на правой буксе первой оси передней тележки.
На дизеле 10Д100 для подачи воздуха в цилиндры применена двухступенчатая система наддува. Первая ступень состоит из двух автономных турбокомпрессоров, вторая ступень - из одной приводной воздуходувки центробежного типа. Воздух перед поступлением в нагнетатели первой ступени проходит через воздухоочистители, после второй ступени попадает в водовоздушные охладители наддувочного воздуха, а затем - в ресивер. Отработавшие газы дизеля по двум выпускным коллекторам направляются в газовые полости турбокомпрессоров и через выпускные трубы выбрасываются в атмосферу.
Главный (тяговый) генератор представляет собой машину постоянного тока с независимым возбуждением и принудительной вентиляцией. Вентилятор главного генератора приводится во вращение от верхнего коленчатого вала дизеля через карданный вал, эластичную муфту и одноступенчатый конический редуктор. Ток, вырабатываемый генератором, поступает в тяговые электродвигатели, которые передают вращение через цилиндрическую зубчатую передачу колесам тепловоза. Главный генератор служит также для пуска дизеля. При этом генератор работает в режиме электродвигателя с последовательным возбуждением, получая питание от аккумуляторной батареи. Батарея служит также для освещения тепловоза на стоянках. От вала главного генератора, через вал переднего распределительного редуктора и пластинчатую муфту приводится во вращение компрессор КТ7. Кроме того, от переднего распределительного редуктора приводятся во вращение:
а) через карданные валы и промежуточную опору - двухмашинный агрегат, расположенный под полом кабины машиниста и состоящий из возбудителя генератора типа В600 и вспомогательного генератора типа ВГТ 275/120;
б) через гидромуфту, смонтированную в корпусе переднего распределительного редуктора, - вентилятор охлаждения передних тяговых электродвигателей.
