Il motore elettrico, oltre a contribuire a muovere il veicolo, nei rallentamenti assume il ruolo di generatore: trascinato dalle ruote, trasforma l’energia cinetica dell'auto in elettrica, e ricarica le batterie. Rispetto ai motori tradizionali, è più efficiente (converte in movimento circa il 90% dell'energia, contro il 25-40% ottenibile nelle condizioni ottimali dai motori a benzina e a gasolio) e ha una forza (coppia motrice) consistente già a zero giri. Quest'ultima qualità, nella maggior parte delle ibride consente di partire evitando il ricorso a frizioni o convertitori di coppia. Di solito, poi, è il motore elettrico che avvia quello termico. Quasi sempre del tipo a corrente alternata perché più efficiente, il propulsore a corrente ha peso e ingombro modesti ed esigenze minime di raffreddamento e manutenzione. Può essere montato sullo stesso asse dell'albero del motore a benzina, accoppiato a quest'ultimo attraverso gli ingranaggi di un cambio a variazione continua, oppure essere indipendente e trovare posto su un altro asse.
Il generatore è un componente essenziale delle ibride in serie/auto elettriche ad autonomia estesa. Collegato al motore a combustione, consente di caricare le batterie e alimentare il motore elettrico. Nelle ibride parallele con cambio a variazione continua a controllo elettronico, il generatore aiuta anche a gestire il motore termico.
Le batterie sono il "serbatoio" dell'energia recuperata in fase di decelerazione, prodotta dal generatore o fornita dal collegamento alla rete elettrica (per i modelli plug-in).
Rispetto a quelle delle auto elettriche sono più piccole e leggere.
Due le tipologie principali. Quelle al nichel-metallo idruro (NiMH) hanno prestazioni inferiori e ingombri superiori, ma sono più collaudate ed economiche rispetto a quelle agli ioni di litio. L'alternativa, ben sperimentata ma ancora poco utilizzata, è quella dell'alimentazione tramite supercondensatori. Sono dispositivi che possono essere caricati e scaricati con grande rapidità e non soffrono di usura, ma possono immagazzinare quantità limitate di energia.
L'inverter trasforma la corrente continua delle batterie in quella alternata necessaria per azionare il motore. In qualche caso eleva la tensione erogata dalle batterie, per aumentare il rendimento del motore elettrico.
Il cambio E-CVT (Electronic Continuous Variable Transmission, trasmissione a variazione continua elettronica) è utilizzato nelle ibride della Toyota e della Lexus. Un dispositivo simile a un differenziale sostituisce il cambio permettendo di variare con continuità il rapporto di trasmissione tra il motore termico e le ruote, come se sull’auto fosse presente un cambio a variazione continua CVT.
In alcune ibride sono presenti una o due frizioni azionate automaticamente per poter scollegare il motore termico o quello elettrico dalla trasmissione, a seconda della modalità di funzionamento.
La centralina di gestione controlla l’intero sistema propulsivo e, spesso, la trasmissione. Gestisce lo spegnimento e lo riaccensione del motore termico e lo stato di carica della batteria.
Nelle ibride plug-in ricaricabili dalla rete elettrica c'è una presa che, insieme al caricabatteria di bordo, consente il “rifornimento” tramite apposito cavo fornito in dotazione.