物理學家特斯拉的研究成果在汽車能源領域的應用主要體現在鋰離子電池技術和無線充電技術方面。

在鋰離子電池技術上，特斯拉與加拿大達爾豪斯大學的物理學家合作申請新專利，性能遠超現有鋰離子電池。新電池承諾在 2020 年以后為特斯拉汽車提供“百萬英里電池組”，能滿足長途與持續性駕駛需求，比如長途貨運或持續行駛的出租車服務。新電池采用新的化學物質，提高效率、能量密度和使用壽命，降低成本，陰極晶體結構和化學成分能抵抗周期性行駛帶來的損害。

在無線充電技術方面，特斯拉是無線輸電技術的先驅。無線充電有電磁感應式、磁共振式、無線電波式、電容耦合式四種實現方式，各有優缺點。無線充電設備結構包括主控芯片、初級線圈、電芯等，目前無線充電產業鏈的發展使汽車無線充電不再是遙不可及。無線充電效率雖低于有線充電，但在電動牙刷、智能手機、筆記本等領域有實用化場景。在汽車無線充電方面，存在傳輸功率低與電池容量大的矛盾，需配合 L4 級別自動泊車技術，且行業標準繁雜。眾多車企都有無線充電研發計劃，如沃爾沃、豐田、奔馳、奧迪等，但多數未實現量產。

此外，特斯拉的交流感應（異步）電機也是其重要成果，能忍受大幅工作溫度變化，輸出扭矩調整范圍大，體積小、重量輕、散熱快，但也存在能耗大、控制復雜、成本高等缺點。