每輛汽車都至少配備一顆電池。電池儲存化學能並將其轉換為電能。傳統的鉛酸電池發明於1859年，至今仍是大多數汽油車的啟動電源。它提供啟動引擎所需的瞬間電流，並在引擎熄火時為電子設備供電。引擎啟動後，交流發電機為其充電。

電動車使用不同類型的電池。鋰離子電池組由數千個獨立的電芯組成，用於儲存驅動馬達所需的能量。能量以千瓦時 (kWh) 為單位。典型的電動車電池組容量為 60 至 100 千瓦時，可提供 200 至 400 英里的續航里程。電池組重量通常為 1000 磅或以上，並且安裝在底盤的較低位置，以提高操控性。

電池化學成分至關重要。鉛酸電池價格低廉、性能可靠，但重量較重。鋰離子電池更輕、能量密度更高，但價格更貴，且對溫度敏感。固態電池有望實現更高的能量密度和更快的充電速度，但尚未實現大規模生產。鈉離子電池正逐漸成為某些應用領域中較經濟的選擇。

充電速度和電池壽命是車主最關心的兩大問題。快充可以在20分鐘內增加數百英里的續航里程。電池保固通常為八年或十萬英里。之後，電池容量會逐漸衰減，但大多數電池組的使用壽命都比汽車本身更長。