Un moteur électrique convertit l'énergie électrique en rotation mécanique. Son principe de fonctionnement est simple : un conducteur parcouru par un courant et placé dans un champ magnétique subit une force. Disposez des conducteurs sur un rotor et des aimants sur un stator, et le rotor se met à tourner. Inversez le courant, et le moteur tourne en sens inverse. C'est ainsi que fonctionne le freinage régénératif d'une voiture électrique.

Il existe différents types de moteurs électriques. Un moteur à courant continu utilise un courant continu et des balais pour commuter le courant. Un moteur à induction, inventé par Nikola Tesla, utilise un courant alternatif et un champ magnétique tournant. Un moteur synchrone à aimant permanent utilise des aimants sur le rotor et est couramment utilisé dans les véhicules électriques en raison de son rendement et de sa puissance. Chaque type présente des avantages et des inconvénients en termes de coût, de rendement et de contrôle.

Dans un véhicule électrique, le moteur ne se contente pas de propulser la voiture. Il fait également office de générateur lors du freinage régénératif, convertissant l'énergie cinétique en électricité et la stockant dans la batterie. Cela augmente l'autonomie et réduit l'usure des freins à friction. Certains véhicules électriques utilisent deux moteurs, un par essieu, pour une transmission intégrale.

Les moteurs électriques sont plus simples que les moteurs à combustion interne. Ils comportent moins de pièces mobiles, nécessitent moins d'entretien et produisent un couple instantané dès l'arrêt. C'est ce couple instantané qui donne aux véhicules électriques cette impression d'accélération fulgurante.