新能源汽車的動力來源主要有以下幾種。

純電動是常見的一種，大多數車輛直接由電動機驅動，有些在發動機艙內安裝電動機，有的直接以車輪作為四個電動機的轉子。其難點在于儲能技術，但不排放污染大氣有害氣體，即便電力消耗轉化為電廠排放，除硫和顆粒物外的其他污染物也大幅減少，且電廠易集中處理有害排放物。

燃料電池也是重要來源，比如使用氫氣、甲醇等作為燃料，通過化學反應產生電流并依靠電機驅動。此過程不產生有害產物，能量轉換效率比內燃機高 2 至 3 倍，是理想的無污染汽車。

氫能同樣是，它排放的是純凈水，無污染、零排放且儲量豐富，是傳統汽車的絕佳替代品，不過成本比傳統動力汽車高至少 20%。

還有燃氣，比如使用壓縮天然氣、液化石油氣和液化天然氣作為燃料的汽車，排放性能良好，燃料結構可調，運行成本低，技術成熟、安全可靠，被認為是理想的替代燃料。

此外，新能源汽車的動力電源還包括鋰離子電池、鎳氫電池、鉛酸電池、超級電容器等。鋰離子電池因高能量密度和單體電池功率增長，價格有競爭力，質量和密度小，能供電動汽車行駛約 150km。鉛酸蓄電池在過去主要用于混合動力電動汽車，鎳氫電池曾被視為臨時選擇，但因能量密度和成本問題未被廣泛采用。