خودروهای برقی هیبریدی از یک موتور احتراق داخلی و یک یا دو موتور الکتریکی تشکیل شده اند که از انرژی ذخیره شده در باتری ها استفاده می کند. در بعضی حالات فقط موتور بنزینی کار میکند، در بعضی حالات هر دو موتور همزمان و در برخی مواقع فقط موتور الکتریکی همه کارها را انجام می دهد که در نتیجه این کار موتور بنزینی زمان کمتری کار می کند که باعث کاهش مصرف بنزین خواهد شد.
خودروی برقی هیبریدی را نمی توان برای شارژ باتری به برق متصل کرد. در عوض ، باتری از طریق انرژی تولید شده، توسط موتور احتراق داخلی شارژ می شود.
مکانیزم کارکرد این نوع خودرو ها بدین صورت است که نیروی تولید شده توسط موتور بنزینی در هنگام ترمز گرفتن خودرو که در حالت عادی تلف می شود، در باطری اتوموبیل ذخیره شده و موتور الکتریکی وظیفه تامین انرژی در هنگام ترمز گرفتن را بر عهده می گیرد.
نیروی اضافی تولید شده توسط موتور الکتریکی می تواند به طور بالقوه اجازه استفاده از یک موتور کوچکتر در خودرو را بدهد.
باتری همچنین می تواند بارهای کمکی را تغذیه کرده و در صورت توقف موتور را از کار بیکار کند.
در کنار هم ، این ویژگیها باعث صرفه جویی در مصرف سوخت، بدون از دست دادن عملکرد می شود.
در حال حاضر طیف گسترده ای از موتورهای هیبریدی برقی وجود دارد اما قیمت این نوع از خودرو ها بطور معمول بیشتر از خودروهای معمولی رایج می باشد.
اما برخی هزینه ها می تواند با طرح های مشوق مصرف سوخت توسط دولت ها بازیابی شود.
اجزای کلیدی یک خودرو هیبریدی برقی
باتری (کمکی): در یک وسیله نقلیه برقی ، یک باتری با ولتاژ پایین، برق مورد نیاز را برای روشن شدن خودرو قبل از درگیری باتری کششی تأمین می کند. این باتری همچنین برق مورد نیاز لوازم جانبی خودرو را تأمین می کند.
مبدل DC/DC: این دستگاه جریان ولتاژ بالای DC را از باتری اصلی به جریان ولتاژ پایین تر DC جهت راه اندازی لوازم جانبی خودرو و شارژ باتری کمکی تبدیل می کند.
ژنراتور الکتریکی: در هنگام ترمز از چرخهای در حال چرخش انرژی الکتریسیته تولید می کند و این انرژی را به باتری اصلی منتقل می کند.
موتور کششی برقی: این موتور با استفاده از نیروی باتری اصلی ، چرخ های خودرو را به حرکت در می آورد. 
سیستم اگزوز: سیستم اگزوز گازهای خروجی از موتور را از طریق لوله انتهایی به بیرون منتقل می کند. یک کاتالیزور سه طرفه برای کاهش آلایندگی موتور در سیستم اگزوز طراحی شده است.
پرکننده سوخت: یک نازل از یک توزیع کننده سوخت به مخزن خودرو متصل می شود تا آن را پر کند.
مخزن سوخت (بنزین): این مخزن بنزین را در داخل خودرو ذخیره میکند تا در هنگام نیاز توسط موتور استفاده شود.
موتور احتراق داخلی (مشتعل از جرقه): در این پیکربندی ، سوخت به منیفولد ورودی یا محفظه احتراق تزریق می شود ، و در آنجا با هوا ترکیب شده و احتراق مخلوط هوا و سوخت با جرقه شمع شروع می شود.
کنترل کننده الکترونیک قدرت: این واحد جریان انرژی الکتریکی ارائه شده توسط باتری اصلی را کنترل می کند، سرعت موتور الکتریکی و گشتاور تولید شده را کنترل می کند.
سیستم حرارتی (خنک کننده): این سیستم محدوده دمای مناسب موتور ، موتور الکتریکی ، قطعات الکترونیکی قدرت و سایر قطعات را حفظ می کند.
بسته باتری کششی: برق را برای استفاده توسط موتور کششی الکتریکی ذخیره می کند.
گیربکس: گیربکس نیروی مکانیکی را از موتور و/یا موتور کششی الکتریکی برای حرکت چرخ ها منتقل می کند.
