Motor listrik mengubah energi listrik menjadi putaran mekanis. Prinsip kerjanya sederhana: konduktor yang dialiri arus dalam medan magnet mengalami gaya. Susun konduktor pada rotor dan magnet pada stator, dan rotor akan berputar. Balikkan arus, dan motor akan berputar mundur. Begitulah cara kerja pengereman regeneratif pada mobil listrik.

Motor listrik hadir dalam berbagai jenis. Motor DC menggunakan arus searah dan sikat untuk mengkomutasi arus. Motor induksi AC, yang ditemukan oleh Nikola Tesla, menggunakan arus bolak-balik dan medan magnet yang berputar. Motor sinkron magnet permanen menggunakan magnet pada rotor dan umum digunakan pada kendaraan listrik karena efisien dan bertenaga. Setiap jenis memiliki kelebihan dan kekurangan dalam hal biaya, efisiensi, dan kontrol.

Pada kendaraan listrik, motor tidak hanya berfungsi untuk menggerakkan mobil. Motor juga bertindak sebagai generator selama pengereman regeneratif, mengubah energi kinetik kembali menjadi listrik dan menyimpannya di baterai. Hal ini memperpanjang jangkauan dan mengurangi keausan pada rem gesekan. Beberapa kendaraan listrik menggunakan dua motor, satu per poros, untuk penggerak semua roda.

Motor listrik lebih sederhana daripada mesin pembakaran internal. Motor listrik memiliki lebih sedikit komponen bergerak, membutuhkan perawatan yang lebih sedikit, dan menghasilkan torsi secara instan dari putaran nol RPM. Torsi instan itulah yang membuat kendaraan listrik terasa begitu cepat saat start.