Egy villanymotor az elektromos energiát mechanikus forgássá alakítja. Egyszerű elven működik: egy mágneses mezőben lévő áramvezető vezetőre erő hat. Helyezzünk el vezetőket egy rotoron és mágneseket egy állórészen, és a rotor forog. Ha megfordítjuk az áram irányát, a motor visszafelé forog. Így működik a regeneratív fékezés egy elektromos autóban.

A villanymotoroknak többféle típusa létezik. Az egyenáramú motor egyenáramot és keféket használ az áram kommutálására. A Nikola Tesla által feltalált váltakozó áramú indukciós motor váltakozó áramot és forgó mágneses mezőt használ. Az állandó mágneses szinkronmotor mágneseket használ a rotoron, és gyakori az elektromos járművekben, mivel hatékony és nagy teljesítményű. Mindegyik típusnak megvannak a maga előnyei a költségek, a hatékonyság és a szabályozhatóság tekintetében.

Egy elektromos járműben a motor nem csupán hajtja az autót. A regeneratív fékezés során generátorként is működik, a mozgási energiát visszaalakítva elektromos árammá, és azt az akkumulátorban tárolva. Ez növeli a hatótávolságot és csökkenti a súrlódófékek kopását. Egyes elektromos járművek két motort használnak, tengelyenként egyet az összkerékhajtáshoz.

Az elektromos motorok egyszerűbbek, mint a belső égésű motorok. Kevesebb mozgó alkatrészük van, kevesebb karbantartást igényelnek, és nulla fordulatszámon azonnal leadják a nyomatékot. Ez az azonnali nyomaték az oka annak, hogy az elektromos autók olyan gyorsan indulnak el.