すべての車には少なくとも1つのバッテリーが搭載されています。バッテリーは化学エネルギーを蓄え、それを電気エネルギーとして供給します。1859年に発明された従来の鉛蓄電池は、現在でもほとんどのガソリン車の始動に使用されています。エンジンを始動させるのに必要な瞬間的な電流を供給し、エンジン停止時には電子機器に電力を供給します。エンジンが始動すると、オルタネーターがバッテリーを充電します。

電気自動車は、従来とは異なる種類のバッテリーを使用します。数千個のセルから構成されるリチウムイオンバッテリーパックが、モーターを駆動するエネルギーを蓄えます。その容量はキロワット時（kWh）で表されます。一般的な電気自動車のバッテリーパックは60～100kWhの容量を持ち、航続距離は200～400マイル（約320～640キロメートル）です。バッテリーパックは重く、1,000ポンド（約450キログラム）以上になることも多く、操縦性を向上させるために車体の低い位置に搭載されています。

電池の化学組成は重要です。鉛蓄電池は安価で信頼性が高いものの、重量があります。リチウムイオン電池は軽量でエネルギー密度が高いものの、高価で温度変化に敏感です。全固体電池はエネルギー密度が高く充電速度も速いという利点がありますが、まだ量産化には至っていません。ナトリウムイオン電池は、一部の用途においてより安価な代替品として注目されています。

ドライバーが最も気にするのは、充電速度とバッテリー寿命の2点です。急速充電器を使えば、わずか20分で数百マイル分の走行距離を伸ばすことができます。バッテリーの保証期間は通常8年間または10万マイルです。その後は容量が徐々に低下しますが、ほとんどのバッテリーパックは車本体よりも長持ちします。