油電混合汽車的工作原理是，通過傳統的汽油引擎加上電動機輸出動力配合，利用發動機的工作對蓄電池進行充電，汽車的電動機和發動機產生的動力會不斷的切換和轉化。油電混合的汽車以電動機驅動為主，引擎驅動為輔，汽車在行駛過程中能夠減少汽車的油耗，減少汽車尾氣的排放，同時還能夠保護環境。
混合動力電動汽車的動力系統主要由控制系統、驅動系統、輔助動力系統和電池組等部分構成。以串聯混合動力電動汽車為例，介紹一下混合動力電動汽車的工作原理。在車輛行駛之初，蓄電池處于電量飽滿狀態，其能量輸出可以滿足車輛要求，輔助動力系統不需要工作。電池電量低于60%時，輔助動力系統起動：當車輛能量需求較大時，輔助動力系統與蓄電池組同時為驅動系統提供能量； 當車輛能量需求較小時，輔助動力系統為驅動系統提供能量的同時，還給蓄電池組進行充電。由于蓄電池組的存在，使發動機工作在一個相對穩定的工況，使其排放得到改善。混合動力汽車采用能夠滿足汽車巡航需要的較小發動機，依靠電動機或其它輔助裝置提供加速與爬坡所需的附加動力。其結果是提高了總體效率，同時并未犧牲性能。混合動力車設計成可回收制動能量。在傳統汽車中，當司機踩制動時，這種本可用來給汽車加速的能量作為熱量被白白扔掉了。而混合動力車卻能大部分回收這些能量，并將其暫時貯存起來供加速時再用。當司機想要有最大的加速度時，汽油發動機和電動機并聯工作，提供可與強大的汽油發動機相當的起步性能。在對加速性要求不太高的場合，混合動力車可以單靠電機行駛，或者單靠汽油發動機行駛，或者二者結合以取得最大的效率。比如在公路上巡航時使用汽油發動機。而在低速行駛時，可以單靠電機拖動，不用汽油發動機輔助。即使在發動機關閉時電動轉向助力系統仍可保持操縱功能，提供比傳統液壓系統更大的效率。