每辆汽车都至少配备一块电池。电池储存化学能并将其转化为电能。传统的铅酸电池发明于1859年，至今仍是大多数汽油车的启动电源。它提供启动发动机所需的瞬间电流，并在发动机熄火时为电子设备供电。发动机启动后，交流发电机为其充电。

电动汽车使用不同类型的电池。锂离子电池组由数千个独立的电芯组成，用于储存驱动电机所需的能量。能量以千瓦时 (kWh) 为单位。典型的电动汽车电池组容量为 60 至 100 千瓦时，可提供 200 至 400 英里的续航里程。电池组重量通常为 1000 磅或以上，并且安装在底盘的较低位置，以提高操控性。

电池化学成分至关重要。铅酸电池价格低廉、性能可靠，但重量较重。锂离子电池更轻、能量密度更高，但价格更贵，且对温度敏感。固态电池有望实现更高的能量密度和更快的充电速度，但尚未实现大规模生产。钠离子电池正逐渐成为某些应用领域中更经济的选择。

充电速度和电池寿命是车主最关心的两大问题。快充可以在20分钟内增加数百英里的续航里程。电池质保通常为八年或十万英里。之后，电池容量会逐渐衰减，但大多数电池组的使用寿命都比汽车本身更长。