东风10D型柴油机车（DF10D）是中国铁路的柴油机车车型之一，由大连机车车辆工厂于1994年设计生产，属于实验性产品，仅试制了一组并未投入批量生产。东风10D型机车是以东风10型机车为基础，对柴油机及电传动系统等方面参考东风6型柴油机车进行大范围改进而成的双节八轴重载货运柴油机车。

1990年代初，随着中国经济和铁路运输的发展，京沪、京广、京哈铁路等铁路干线的货物运量迅速增长，为了缓和繁忙干线运输能力紧张的局面，中华人民共和国铁道部决定通过调整机车类型、延长货物列车长度、提高牵引定数，在主要干线开行5000吨级重载混编货物列车。根据中国第八个五年计划时期（1991年至1995年）铁路规划以提高运输能力为中心、提出“货运重载、客运高速”的方针，铁道部、国家计委于1991年7月正式向大连机车车辆厂下达了东风10D型双节八轴重载货运柴油机车的研制任务，并列入“八五”国家重点科技攻关计划。

1992年5月初，东风10D型机车技术方案通过了设计审查；1992年10月投入试制。1994年11月，东风10D型机车在大连机车车辆厂落成。

东风10D型机车是以东风10型机车为基础，改进设计而成的双节联挂的八轴机车，轴式为2×（Bo-Bo），动力装置采用12V240ZJD型柴油机，电传动装置以国产化东风6型机车为基础开发研制，辅助机组采用交流传动，控制系统采用微型计算机。机车标称功率达到3,590千瓦，牵引5000吨货物列车在平直道上平衡速度可达87公里/小时。

东风10D型机车由两节结构相同的单司机室机车联挂而成，分别为A节和B节机车，机车乘务员在本务机车上可同时操纵两节机车，两车之间有风挡和通过台。机车既可双节重联使用，也可单节独立使用。车体结构及设备布局大致继承了东风6型机车的设计，采用全焊接钢结构框架式侧壁承载车体，设双侧内走廊。机车从前到后分别为司机室、电气室、动力室、冷却室。电气室内设有主整流柜，顶部装有一台卧式电阻制动柜。动力室在机车中部，安装了一套柴油发电机组，其中动力室前部靠近发电机位置并设有前转向架牵引电动机通风机、主发电机通风机等，而后部靠近柴油机位置设有车体通风机。冷却室设有油水系统冷却装置后转向架牵引电动机通风机、空气压缩机和总风缸等。机车下部两台转向架之间吊挂着燃油箱和蓄电池。空气制动机为国产JZ-7型制动机，并设有弹簧停车制动装置，取代了手制动装置车。

每节机车装用一台12V240ZJD型柴油机，是在东风6型机车使用的16V240ZJD型柴油机基础上改进设计而成，同样应用了与英国里卡多咨询工程公司技术合作成果，属于240/275系列产品之一。该型柴油机为12气缸、四冲程、废气涡轮增压的直喷式V型中速柴油机，与16V240ZJD型柴油机相比主要改进为缩小了柴油机尺寸以减轻重量，并应用了部分16V240ZJE型柴油机新型零部件。柴油机装车功率为2130千瓦。

传动装置为交—直流电传动，是以国产化的东风6型机车通用电气公司电传动系统为基础，根据四轴机车的需要配置而成。柴油机通过法兰盘直接驱动一台三相交流同步牵引发电机，通过硅整流装置把牵引发电机发出的三相交流电整流为直流电，再经过一套控制系统将电能输送给两台转向架上的六台直流串励牵引电动机，通过传动齿轮驱动车轮。东风10D型机车采用了JF206A型三相交流同步牵引发电机和ZD108型直流牵引电动机，其中牵引电机和国产化的东风6型机车相同，是通用电气GE752AFC1型牵引电机的国产化产品。由于东风10D型机车继承了东风6型机车的电传动装置，具有调压比极高、恒功运用范围广并且有较高传动效率的特点，辅之以微机恒功励磁系统，从而令机车具有优异的牵引性能。机车标称功率达到3,590千瓦，在机车运用速度（从持续速度17.7公里/小时到最大运用速度100公里/小时）范围内实现恒功牵引特性控制。

于东风6型机车相比，东风10D型机车的辅助传动系统采用了更先进的交流传动方式，包括冷却风扇、通风机和空气压缩机等辅助装置均采用由微机控制的交流异步电动机驱动，省略机械连接并提高可靠性。此外，东风10D型机车并采用了柴油机变频起动技术，机车起机时变频起动装置将蓄电池的直流电逆变为交流电，供应给主发电机使其作为交流电动机运转，从而驱动柴油机起动运转。