原動室負責供應台北機廠動力，機廠使用的蒸汽及壓縮空氣皆來自原動室，外部電力也由此進入廠區，藉由管路及電線送至各工場。
原動室為一層樓鋼骨鋼筋混凝土建築，內部分為鍋爐室及原電室兩區，北側設置挑高氣窗以加強散熱。早期鍋爐利用燃煤產生蒸汽，經由縝密設計的蒸汽管線，輸送到各工場及澡堂等場所使用，當時還設有運送煤炭用的台車軌道。後來分別於1981及1985年採購5噸及8噸的燃油鍋爐，改以重油做為燃料，之後機廠的蒸汽需求也逐漸減少，遷廠前僅各工場蘇打池及員工澡堂仍依賴蒸汽加熱水溫。
原電室在建廠之初做為配電室使用，後來另外興建主變電站後，改為放置柴油發電機及空氣壓縮機設備的場所，其中柴油發電機僅做為緊急用途，廠區用電主要仍由台電供應；空壓機則是用來製造壓縮空氣，透過管線提供給各工場的氣動工具等設備使用。
台北機廠所需電力皆由外部供應，日本時代台灣電力株式會社的電線從東側進入廠區，連接至原動室，經原電室的配電開關分送，但當時廠區動力仍以蒸汽為主。戰後隨著供電逐漸充裕，加上機械技術的發達，許多機器改用電力做為動力，蒸汽需求大幅減少。台鐵於原動室南側新設主變電站，將高壓電送至廠區各地的一次變電站，提供較可靠的電力來源。
為了順利排出鍋爐燃燒時所產生的煙氣，原動室南側建有煙囪，高度達45公尺，以避免汙染物影響空氣品質。早期鄰近地區尚未發展時，曾經是台北東區的醒目地標。