La combinaison du moteur thermique et des moteurs électriques permet aux voitures hybrides d'atteindre une meilleure économie de carburant et des émissions inférieures à celles des véhicules à essence conventionnels. Les voitures hybrides peuvent également fonctionner en mode entièrement électrique, ce qui ne produit aucune émission.
La combinaison spécifique de moteurs thermiques et électriques utilisée dans une voiture hybride varie en fonction du fabricant et du modèle du véhicule. Cependant, toutes les voitures hybrides partagent les composants de base décrits ci-dessus.