Все основное агрегаты локомотива монтируются на жесткой цельносварной раме: дизельный двигатель, гидравлическая передача, механический реверс-режимный редуктор с отбойным валом, компрессор и другое оборудование. Передача мощности от отбойного вала на колёсные пары осуществляется при помощи спарникового механизма.
Буксы тепловоза оборудованы подшипниками качения. Накладки рамных направляющих и букс, изготовляемые из износостойкой стали, работают без смазки. Рессорное подвешивание – одноступенчатое с резиновыми амортизаторами и листовыми рессорами. Кузов ТГМ23 – капотного типа. Кабина и капоты установлены на раме тепловоза.
Локомотив оборудован колодочным тормозом. Способ приведения его в действие – пневматический и механический (для ручного стояночного тормоза).
Система охлаждения тепловоза обеспечивает устойчивую длительную работу силовой установки на заданных температурных режимах при высокой температуре окружающего воздуха. Охлаждение воды (или тосола) дизеля осуществляется в радиаторных секциях холодильника, охлаждение масла дизеля и масла гидропередачи осуществляется в маслоохладителе (при установленном штатном ДВС). При установке на ТГМ23 дизельного двигателя ТМЗ85226.10 охлаждение масла происходит в собственном радиаторе двигателя, а охлаждение воды (или тосола), а также масла гидропередачи – в радиаторных секциях холодильника тепловоза.