TE3型柴油机车采用直—直流电传动，柴油机直接驱动一台直流发电机，输出直流电并供给牵引电动机。牵引发电机为МПТ-99/47型他励直流发电机，[[额定功率]]为1350千瓦。牵引电动机为ЭДТ-200А型直流电动机，额定功率206千瓦，每台转向架上的三台牵引电机采用并联连接，然后分两组串联连接。机车采用КВ-16А-12型司机控制器，[[调速器]]设有16个工作位置对应于不同模式，控制柴油机转速由每分钟400转（0位）到最高每分钟1850转（16位）。每节机车设置了一台КТ-6型三缸二级[[空气压缩机]]，输出风量为每小时5.3～5.7立方米，为制动系统总风缸、[[汽笛]]、气动[[雨刷器]]等供应[[压缩空气]]。