Mỗi chiếc xe đều có ít nhất một bình ắc quy. Nó lưu trữ năng lượng hóa học và cung cấp năng lượng đó dưới dạng điện năng. Bình ắc quy chì-axit truyền thống, được phát minh vào năm 1859, vẫn được sử dụng để khởi động hầu hết các xe chạy xăng. Nó cung cấp dòng điện cần thiết để khởi động động cơ và cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử khi động cơ tắt. Khi động cơ hoạt động, máy phát điện sẽ sạc lại bình ắc quy.

Xe điện sử dụng một loại pin khác. Pin lithium-ion, được cấu tạo từ hàng nghìn tế bào riêng lẻ, lưu trữ năng lượng cung cấp cho động cơ. Dung lượng pin được đo bằng kilowatt-giờ. Một bộ pin xe điện điển hình có dung lượng từ 60 đến 100 kWh, cho phép xe di chuyển được từ 200 đến 400 dặm. Bộ pin này khá nặng, thường nặng từ 1.000 pound trở lên, và được đặt ở vị trí thấp trong khung xe để cải thiện khả năng điều khiển.

Thành phần hóa học của pin rất quan trọng. Pin axit chì rẻ và đáng tin cậy nhưng nặng. Pin lithium-ion nhẹ hơn và có mật độ năng lượng cao hơn nhưng đắt hơn và nhạy cảm với nhiệt độ. Pin thể rắn hứa hẹn mật độ năng lượng cao hơn và sạc nhanh hơn, nhưng chúng chưa được sản xuất hàng loạt. Pin natri-ion đang nổi lên như một lựa chọn thay thế rẻ hơn cho một số ứng dụng.

Tốc độ sạc và tuổi thọ pin là hai mối quan tâm hàng đầu của người lái xe. Bộ sạc nhanh có thể giúp xe đi thêm hàng trăm dặm chỉ trong 20 phút. Chế độ bảo hành pin thường kéo dài tám năm hoặc 100.000 dặm. Sau đó, dung lượng pin sẽ giảm dần, nhưng hầu hết các bộ pin đều có tuổi thọ cao hơn cả chiếc xe.