Тепловоз ТГМ6 — четырёхосный тепловоз с гидравлической передачей, сконструированный на Людиновском тепловозостроительном заводе. В целом схож с ТГМ3, 4, 5. В 1964 году был разработан проект данного тепловоза, а 1966 был построен первый. Серийно данный тепловоз выпускается с 1967 года. Первая партия тепловозов (62 машины) было построена в период с 1966 по 1970 гг.
ТГМ6 — рамный двухтележечный тепловоз с карданной передачей мощности от гидропередачи к колёсным парам. Осевые редукторы двухступенчатые — первая ступень коническая, вторая ступень цилиндрическая. Дизель 3А-6Д49 — V-образный, 8-цилиндровый, из унифицированного ряда ЧН26/26 (четырёхтактные с наддувом, диаметр цилиндра и ход поршня — 260 мм) Коломенского завода, другие модификации которого устанавливаются на тепловозы ТЭМ7, 2ТЭ25А, модернизированные М62 (12-цилиндровые), 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭП150 и модернизированные 2ТЭ10 (16-цилиндровые), речные суда и корабли (20-цилиндровые).
Управление дизелем — электрическое дистанционное с восемью позициями мощности. Привод вентилятора холодильника и компрессора — через гидромуфты регулируемого наполнения, что позволяет обеспечивать 2/3 производительности компрессора на первой позиции, полную производительность — с 3-й позиции, при дальнейшем росте оборотов дизеля открываются клапаны на гидромуфте и обороты компрессора поддерживаются на уровне 1450 мин−1. Компрессор — 6-цилиндровый V-образный типа ПК-5,25. Запуск дизеля — электрический.