新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括四大类型混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV，包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源（如超级电容器、飞轮等高效储能器）汽车等。非常规的车用燃料指除汽油、柴油之外的燃料，如天然气(NG)、液化石油气(LPG)、乙醇汽油(EG)、甲醇、二甲醚等。
在汽车历史的早期曾有很多使用汽油或柴油以外的能源的方案，或者有些可以用汽油或柴油但不用内燃机，可是因为这些车的成本效益低而被淘汰。在二十世纪七十年代起复兴这类车，提倡新能源汽车是为了应付环保和石油危机需要，需要减少或放弃燃烧传统的汽油或柴油驱动内燃机的现时主流车型。
在中国，政府规定新能源汽车指三类纯电动汽车、插电混合动力汽车、燃料电池汽车。这三类车型在中国有补贴（预计在 2020 年之后取消）及出行便利（如北京地区，纯电动汽车不限号限行等）。
汽车分类
新能源汽车的分类大致如下，以电动车，代用燃料的内燃机汽车，混合动力车等三大方案为主流，但还有人开发其他的方案：
以电力驱动
因为构造简单，较适合都市中的轿车，但在长途行车充电的问题，可能需要行驶中途以微波供电。而较大的车可以用无轨电车方式运作。
电力、无线供电、蓄电池、燃料电池
以代用燃料驱动
此类方案是继续采用内燃机，但改用其他较廉价和低排碳的燃料，在十九晚期到二十世纪前期也和汽油车竞争过。作为新能源汽车的优点是较适合做电动车所不适合的重型车辆。
乙醇，如福特 T 型车起初是有使用酒精燃料的版本，但后因为买这车的人收入不高，只会买较低价的汽油版本而停产。
甲醇、生物柴油、氢气、压缩天然气 (CNG)、液化石油气 (LPG)、液化天然气、木煤气在二战前后流行过，如日本的木炭公车。
以混合动力驱动
混合动力（使用两种及以上能源的汽车），最著名的有丰田普锐斯。
其他
其他低排放二氧化碳和能量换效率高的方案。
- 核能 全寿命不需要补充燃料和无废气，但要解决核废料和放射线问题，将在第四代反应堆成功才可能实现。
- 太阳能 把太阳能转化为驱动汽车的电力驱车。
- 机械能 使用像压缩空气和发条或飞轮等工具，可以近乎百分百把能量转化。
- 蒸汽机 最早的汽车方案，但因为有锅炉庞大和烧水费时与水在蒸发中流失的问题，可是能量转化效率近乎百分百，犹其可能实现的斯特林发动机。
- 六冲程或八冲程发动机 虽然仍然是内燃机但燃烧效率比现代的四冲程发动机高得多，而且和现代汽车主要构造接近，所以也是一种有前途的方案。
在中国大陆的标准
中华人民共和国国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用指导意见要求，其地方政府承担新能源汽车推广应用主体责任。
2014—2016 年，中央国家机关以及新能源汽车推广应用城市的政府机关及公共机构购买的新能源汽车占当年配备更新车辆总量的比例不低于 30%。并要求统一新能源汽车标准和目录，破除地方保护政策。
