Každé auto má alespoň jednu baterii. Ta ukládá chemickou energii a předává ji jako elektřinu. Konvenční olověná baterie, vynalezená v roce 1859, stále startuje většinu benzínových aut. Poskytuje proud potřebný k nastartování motoru a napájí elektroniku, když je motor vypnutý. Jakmile motor běží, alternátor ji dobíjí.

Elektromobily používají jiný druh baterie. Lithium-iontová baterie, složená z tisíců jednotlivých článků, ukládá energii, která pohání motor. Měří se v kilowatthodinách. Typická baterie pro elektromobil pojme 60 až 100 kWh, což poskytuje dojezd 200 až 400 mil. Baterie je těžká, často váží 1 000 liber nebo více, a je umístěna nízko v podvozku pro lepší ovladatelnost.

Chemické složení baterií je důležité. Olověné baterie jsou levné a spolehlivé, ale těžké. Lithium-iontové jsou lehčí a mají vyšší energetickou hustotu, ale dražší a citlivější na teplotu. Pevné baterie slibují vyšší energetickou hustotu a rychlejší nabíjení, ale zatím se hromadně nevyrábějí. Pro některé aplikace se objevují sodíkové iontové baterie jako levnější alternativa.

Rychlost nabíjení a výdrž baterie jsou dva faktory, na které se řidiči ptají nejčastěji. Rychlonabíječky dokáží přidat stovky mil za 20 minut. Záruka na baterie se obvykle vztahuje na osm let nebo 160 000 km. Poté se kapacita postupně snižuje, ale většina baterií vydrží déle než auto.