En elmotor omvandlar elektrisk energi till mekanisk rotation. Den fungerar enligt en enkel princip: en strömförande ledare i ett magnetfält upplever en kraft. Placera ledare på en rotor och magneter på en stator, och rotorn snurrar. Vänd strömmen, och motorn går baklänges. Det är så regenerativ bromsning fungerar i en elbil.

Elmotorer finns i olika typer. En likströmsmotor använder likström och borstar för att kommutera strömmen. En växelströmsinduktionsmotor, uppfunnen av Nikola Tesla, använder växelström och ett roterande magnetfält. En permanentmagnetsynkronmotor använder magneter på rotorn och är vanlig i elbilar eftersom den är effektiv och kraftfull. Varje typ har avvägningar vad gäller kostnad, effektivitet och kontroll.

I ett elfordon gör motorn mer än att bara driva bilen. Den fungerar också som en generator vid regenerativ bromsning, där den omvandlar kinetisk energi tillbaka till elektricitet och lagrar den i batteriet. Det förlänger räckvidden och minskar slitaget på friktionsbromsarna. Vissa elbilar använder två motorer, en per axel, för fyrhjulsdrift.

Elmotorer är enklare än förbränningsmotorer. De har färre rörliga delar, kräver mindre underhåll och producerar vridmoment direkt från noll varvtal. Det omedelbara vridmomentet är anledningen till att elbilar känns så snabba från start.