So với động cơ đốt trong truyền thống, động cơ hybrid có thêm pin và mô-tơ điện. Bộ pin tích trữ và tái sử dụng năng lượng bị lãng phí trong quá trình vận hành động cơ đốt trong.
Hệ thống máy tính quyết định khi nào dùng động cơ đốt trong, khi nào dùng mô-tơ điện, khi nào vận hành đồng bộ, khi nào sử dụng năng lượng hay nạp năng lượng cho bộ pin.
Mô-tơ điện sẵn sàng can thiệp, điều chỉnh công suất và mô-men xoắn của động cơ xăng để mang lại trải nghiệm lái tốt hơn, đồng thời tiết kiệm nhiên liệu.
Khi hoạt động đầy tải, ba nguồn công suất đầu ra là động cơ xăng, máy phát điện và mô-tơ điện hoạt động cùng lúc mang lại công suất truyền tải động mạnh nhất.
Trường hợp giảm tốc hoặc xuống dốc, ly hợp ngắt kết nối động cơ xăng và động năng được phục hồi hiệu quả qua mô-tơ điện thành điện nạp lại cho pin.
Xe có nhiều ưu điểm như không yêu cầu đầu tư hạ tầng giao thông, hệ thống trạm sạc công cộng như xe điện, nhưng vẫn giảm tiêu hao nhiên liệu, từ đó giảm chi phí và giảm xả thải.
Hơn nữa, động cơ hybrid vận hành cũng êm ái hơn, nhất là khi đề máy hoặc vận hành ở dải tốc thấp trên đường đô thị. Bên cạnh đó là khả năng tăng tốc mượt mà và liền mạch do động cơ đốt trong có sự hỗ trợ của mô-tơ điện.
Những xe hybrid cũng có nhược điểm là giá bán thường cao hơn phiên bản thuần xăng dầu, do có thêm mô-tơ điện và bộ pin. Trong trường hợp gặp sự cố, người dùng có thể sửa chữa tốn kém hơn.
Khi sử dụng xe ô tô hybrid, lái xe cần chú ý những điều sau để giúp xe luôn ở trạng thái tốt nhất: