特斯拉使用的電池具有多種獨特技術。

首先在電芯方面，正極材料采用能量密度更高的鎳鈷鋁（NCA）材料，且成功應用硅碳負極材料，大大提升電芯能量密度。

電池包上創新研發 CTP 大模組設計，提高體積利用率和電池能量密度，優化組裝工藝，節省成本。

特斯拉高度集成的電池熱管理系統類似高性能電腦水冷散熱器，能兼顧制熱和制冷，通過多種復雜模式控制，保持電池溫度穩定，提高車輛續航、電池壽命和整體性能。

其特有的 Superbottle 專利技術集成多個部件，引入熱泵，擁有 15 種模式。電池管理系統 BMS 也很出色，每個區域設置溫度傳感器，實時記錄充放電電流，監測絕緣特性，還會進行診斷和校驗，保證電池工作狀態良好，延長使用壽命。

在電池安全方面，電池包采用獨特大模組設計，每個電芯有保險絲，模組間有阻燃和排氣設計，電池包密封防水，且置于底板帶來低重心和保護。

此外，從 1865 到 2170 再到 4680 電池，特斯拉一直圍繞圓形電芯展開技術路線。4680 電池采用無極耳設計，改變傳統制造方式，簡化制造過程，降低電阻，減少發熱量，延長壽命，提升電流傳導效率。其干法電極技術減少溶劑，規避傳統濕法電極的問題，大幅提效降本。特斯拉還努力減少電池中鈷的含量，用鎳取代，同時注重電池回收利用。