混合動力車輛是使用兩種或以上能量來源驅動的車輛，而驅動系統可以有一套或多套。
使用燃油驅動內燃機加上電池驅動電動機的混合動力車稱為油電混合動力車，目前市面上的混合動力車多屬此種。油電混合動力車普遍比同型純內燃機車輛有更好的燃油效率及加速表現，被視為較環保的選擇，而缺點在於售價較高、動力系統占用空間較大、電池的壽命受限等。
第一輛混合動力的車輛羅納－保時捷由斐迪南‧保時捷在1899年製成。
大量生產的混合動力車則要在1990年代才出現，分別為本田及豐田生產的Insight及Prius。
世上第一輛油電混合動力車是汽油電力混合動力，在1899年由皮帕（Pieper）研發。利用剎車時進行能量再生制動的設計要到1978年才由電機工程師david Arthurs發明。
世界最早的混合動力車保時捷Lohner-Porsche
原理
由於混合動力車輛使用超過一種動力來源，在推動系統的設計上能夠適配於不同的輸出功率而達到更高的效率。舉例來說，內燃機引擎有其運轉最有效率之馬力輸出區間，若搭配電動機共同運作，則可以調節內燃機的負載，使內燃機在最有效率之馬力區間運作，進而達成節省燃料的效果。此外，混合動力車若有使用電力推動電動機作為其中一種推動裝置，即可以用電池進行再生制動，在車輛減速時回收動能轉換成電能，以節省能源，現在較普遍使用的油電混合動力車就屬於這一類。油電混合動力車或柴電動力車可以由電動機及內燃機引擎共同推動，但也有純粹使用電動機推動的設計。
油電混合動力車的動力裝置，主要分為引擎、電池、馬達三大部分：
1.引擎動力：高速行駛時，由引擎提供行駛動能，同時透過馬達中介，將電力儲存到電池中。
2.充電：踩煞車時，煞車盤摩擦熱能轉變為電能，透過馬達儲存到電池中。
3.電池動力：市區低速時，由電池提供馬達能量，驅使車輛前進，此時引擎不運轉。
車子以2種不同動力形式驅動就叫混合動力。早期只有天然氣與汽油混用的雙燃料車，不過因2種能源都得外加，所以較沒效率，這樣設計，原因是目前電動馬達效能表現還不足以完全取代燃油的引擎，但已經可以在汽車起步時，利用低轉速高效能的電動馬達動力。
油電混合車的優點
混合動力車多有再生制動功能，除能回收能量外，也使減輕了制動系統的負擔，廷長制動系統零件壽命。
空氣污染排放較低，引擎的廢氣排放在高功率輸出下會特別嚴重，馬達的輔助可以讓內燃機很少在高功率運轉，大幅減少空氣污染。
增程型電動車省減了離合器、變速器等機械傳動系統，減輕了車身重量，也省卻了部份機械維護工作。而且讓出更多車箱空間，空間的布局也更合符實際應用需要，能運載更多人或貨。
油電混合車的缺點
有純電動模式的混合動力車在電動行駛狀況下噪音極低，可大幅降低高流量路段的噪音汙染。但噪音過低也可能會對行人或踏單車人士構成危險，部份混合動力車製造商決定為混合動力車加是引擎聲音合成裝置，以模擬引擎聲音，讓途人能察覺。
有電動系統的混合動力車並不適合使用率低的人士，這是因為價格高，但燃料費及保養費的節省少，整體成本可能比純引擎或純電動車還要高，不符合經濟效益。
有電動系統的混合動力車和電動車一樣有電池製造及回收污染的問題，需要進一步降低電池污染及耗能。而且混合動力車還需要製造其他的動力系統，生產和回收所造成的汙染與耗能大多比純引擎車高，必須要在行駛數萬公里以後才會有環保效益。
油電混合車只是把汽油車和電動車擠在一輛車上，一旦電池電力耗盡就沒電進行電動行駛，必須找充電站充電，在充電站普及前不實用：
油電混合車並非單純的將汽油車和電動車擠在一輛車上，兩套動力系統也被整合成可互相補助。有電動系統的混合動力車可靠數種方法來自行充電，可以靠內建的自發電系統或燃料電池，因此只需要普通的加油站即可解決，也可以在減速時使用動能回收系統將減少的動能轉為電能充電，純引擎行駛的模式也可以用引擎餘力充電，在充電站普及前即可實用化。
有電動系統的混合動力車和純電動車一樣需要定期更換電池，而更換電池的費用會比節省下來的燃料費花更多錢：
有電動系統的混合動力車其電池壽命多半很長，因為多了引擎提供動力，因此電池較少，無需停下充電，可以優化充電方法，使電池壽命大幅延長，甚至到車輛停駛報廢為止有可能無更換電池的需要。以Prius為例，其電池電壓為100.8V、容量只有5.7Ah，而壽命保用里數為253000km或十年，銷售至今很少見到因為電池老化而更換的紀錄，就算是有更換電池的車子，大多也已經省下足夠換電池的油錢才需更換，足見其電池壽命相當長。而且所用的電池多是鎳氫電池或鋰離子電池，是可回收再用的電池。因此，混合動力車的電池對環境的影響相當有限，比純電動車少得多。
混合動力車因為仍需消耗能量，所以沒比純電動車環保：
混合動力車因有兩種以上的動力來源，可以依照使用狀況選擇最有效率的動力模式，純電動並非在任何路況都絕對環保。且混合動力車有內建自發電系統，可不需外部供電即可充電並行駛，純電動車充電過程的耗能和汙染要視乎行駛地區發電設施及輸電網路的效率。比起台灣五期環保摩托車，純電動車計入電力傳輸損耗並計入製造過程碳排放量，並不比五期環保摩托車環保，反而碳排放量更高。 且純電動車在台灣，因火力發電量占比達75.2%(燃煤38.4%、燃油2.3%、燃氣31.1%、汽電共生3.4%)，核能為18.8%，再生能源加上水力僅占比為4.5%，環保效益低，雖有空氣污染集中處理的好處、但碳排放與汽油車相近，而混合動力車輛在碳排放以外的污染也很低；故在台灣全電動車輛較混合動力車輛並沒有特別優勢。
混合動力車絕對比汽油車環保：
插電式混合動力車輛的引擎若是牽引發電機而非變速器，在長途行駛極可能反而比較耗油，這是因為以變速器傳輸機械能的效率還是優於轉換成電能再傳輸。
比起台灣五期環保摩托車，混合動力車燃燒燃料之排放並計入製造過程碳排放量，並不比五期環保摩托車環保，反而碳排放量更高。但根據英國的減碳車輛聯合會（Low Carbon Vehicle，LowCVP），即使將製造過程的排碳量計入，混合動力車的總排碳量（包括生產過程中產生的二氧化碳）的確比一般使用內燃機的車低。
