đầu máy có động cơ sơ cấp là tuabin khí, hệ thống truyền lực với truyền động điện gồm có động cơ tuabin khí, máy nén, máy phát dòng điện một chiều nối với trục tuabin qua bộ giảm tốc và động cơ điện kéo. Thông thường mỗi trục ĐMTK có động cơ điện kéo riêng. ĐMTK có ưu điểm: kết cấu đơn giản, kích thước và khối lượng bé hơn nhiều so với đầu máy động cơ đốt trong, giá thành thấp, sử dụng tiện lợi hơn vì không phải dùng nước. Nhược điểm: hiệu suất thấp. Phương hướng phát triển ĐMTK là tăng nhiệt độ khí ga, hoàn chỉnh máy nén và tuabin khí, dùng nhiên liệu than bụi.