हर कार में कम से कम एक बैटरी होती है। यह रासायनिक ऊर्जा को संग्रहित करती है और उसे बिजली के रूप में प्रदान करती है। 1859 में आविष्कार की गई पारंपरिक लेड-एसिड बैटरी आज भी अधिकांश पेट्रोल कारों को स्टार्ट करती है। यह इंजन को स्टार्ट करने के लिए आवश्यक करंट प्रदान करती है और इंजन बंद होने पर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को शक्ति देती है। इंजन चालू होने पर, अल्टरनेटर इसे रिचार्ज करता है।

इलेक्ट्रिक वाहनों में एक अलग तरह की बैटरी का इस्तेमाल होता है। हजारों अलग-अलग सेल से बना लिथियम-आयन पैक मोटर को चलाने वाली ऊर्जा को स्टोर करता है। इसे किलोवाट-घंटे में मापा जाता है। एक सामान्य इलेक्ट्रिक वाहन पैक में 60 से 100 किलोवाट-घंटे ऊर्जा होती है, जिससे 200 से 400 मील तक की दूरी तय की जा सकती है। यह पैक भारी होता है, जिसका वजन अक्सर 1,000 पाउंड या उससे अधिक होता है, और बेहतर हैंडलिंग के लिए इसे चेसिस में नीचे लगाया जाता है।

बैटरी की रासायनिक संरचना महत्वपूर्ण है। लेड-एसिड बैटरी सस्ती और भरोसेमंद होती है, लेकिन भारी होती है। लिथियम-आयन बैटरी हल्की और अधिक ऊर्जा सघन होती है, लेकिन महंगी और तापमान के प्रति संवेदनशील होती है। सॉलिड-स्टेट बैटरियां उच्च ऊर्जा सघनता और तेजी से चार्जिंग का वादा करती हैं, लेकिन अभी इनका बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू नहीं हुआ है। सोडियम-आयन बैटरी कुछ अनुप्रयोगों के लिए एक सस्ते विकल्प के रूप में उभर रही है।

चार्जिंग की गति और बैटरी की लाइफ, ये दो ऐसी बातें हैं जिनके बारे में ड्राइवर सबसे ज़्यादा पूछते हैं। फ़ास्ट चार्जर 20 मिनट में सैकड़ों मील की रेंज बढ़ा सकते हैं। बैटरी की वारंटी आमतौर पर आठ साल या 100,000 मील तक होती है। इसके बाद, क्षमता धीरे-धीरे कम होती जाती है, लेकिन ज़्यादातर बैटरी कार से ज़्यादा चलती हैं।