Een elektromotor zet elektrische energie om in mechanische rotatie. Het werkt volgens een eenvoudig principe: een stroomvoerende geleider in een magnetisch veld ondervindt een kracht. Plaats geleiders op een rotor en magneten op een stator, en de rotor draait. Keer de stroomrichting om, en de motor draait achteruit. Zo werkt regeneratief remmen in een elektrische auto.

Elektromotoren zijn er in verschillende soorten. Een gelijkstroommotor (DC-motor) gebruikt gelijkstroom en borstels om de stroom om te zetten. Een wisselstroominductiemotor (AC-motor), uitgevonden door Nikola Tesla, gebruikt wisselstroom en een roterend magnetisch veld. Een synchrone motor met permanente magneet gebruikt magneten op de rotor en wordt veel gebruikt in elektrische voertuigen vanwege zijn efficiëntie en vermogen. Elk type heeft voor- en nadelen op het gebied van kosten, efficiëntie en besturing.

In een elektrische auto doet de motor meer dan alleen de auto aandrijven. Hij fungeert ook als generator tijdens regeneratief remmen, waarbij kinetische energie wordt omgezet in elektriciteit en opgeslagen in de accu. Dat vergroot de actieradius en vermindert slijtage aan de frictieremmen. Sommige elektrische auto's gebruiken twee motoren, één per as, voor vierwielaandrijving.

Elektromotoren zijn eenvoudiger dan verbrandingsmotoren. Ze hebben minder bewegende onderdelen, vereisen minder onderhoud en leveren direct koppel vanaf nul toeren. Dat directe koppel is de reden waarom elektrische auto's zo snel aanvoelen bij het wegrijden.