18650是可充电锂离子电池的一种型号，它的命名来源于这种电池的尺寸——18mm*65mm，但由于还要加入保护电路，所以电池的实际尺寸要略微大几零点几毫米。18650电池的主要用途，是笔记本电脑的电池，它有很多生产厂商；而特斯拉则选用了松下提供的18650电池，但要注意特斯拉使用的电池与笔记本中的电池还是有差别。18650只是一个统称。
早前特斯拉的第一代电动跑车、基于莲花Elise地盘的特斯拉Roadster，使用的也是松下18650电池，只不过电池容量为2100mAh，而后来Model S采用的18650A型电池的容量则为3100mAh。后者不仅在容量上有所提升，由于正极材料从之前的钴酸锂（LCO）改为了镍钴铝酸锂（NCA），使其在使用寿命、输出功率、安全性以及温度控制方面有不小的提升。镍钴铝酸锂电池，是所谓的三元电池的一种；而三元电池，则是指正极材料由三种不同元素组成的锂电池。除了镍钴铝酸锂，三元电池还有镍钴锰酸锂电池。
下面我们以85kWh的电池组为例，来看下它的内部设计是怎么样的。首先，85kWh电池组，由共计16个电池包组成。电池包的排列非常规整，两组、每组7个并列排放，然后还有另外2个上下堆叠放在电池组的头部突出部分，其中上面的电池包是反过来放的。每一个电池包内部都有同样的冷却液循环系统，以及一块电控板。
冷却液循环系统，在电池包的内部呈S型排列，它将444块电池纵向划分为了7组，每组两列。所以说，特斯拉对于电池温度的控制，已经精确到了单个电池单元。由此，我们可以看出特斯拉采用这种“笔记本”电池的好处之一，那就是做到更精确的温度控制，使冷却系统能够贯穿整个电池内部。
在动力电池的冷却方面，有两种主流选择：空气冷却或液体冷却。空气冷却，顾名思义靠行驶过程中的气流来带走热量，这种冷却系统成本低、结构简单，但效率也低、而且占用空间较大；相比之下，液体冷却效率最高，适合特斯拉装备的大功率电池，而且在结构设计上比空气冷却要更加灵活，但关键因素是成本较高。不仅如此，液体冷却还会存在冷却液外泄的危险，后期的保养与维护成本也较高。
除了电池外，最重要的就是电动机了。特斯拉Model S采用的，是由特斯拉与台湾富田公司共同研发与制造的三相交流感应电机。特斯拉汽车之所以叫做特斯拉，就是因为他们采用了由物理学家尼古拉•特斯拉发明的感应电机。所以，电动机是特斯拉的心脏，也是这家公司核心精神的体现。
目前，在电动汽车的电机方面，交流感应电机与永磁同步电机是采用较多的两种。与永磁电机相比，感应电机的成本略低；但同时，它的性能与效率也相对较差。其中，永磁同步电机需要用到稀土资源，目前全球市场绝大部分的稀土资源是由中国提供的。所以基于资源的控制，以及制造成本的考虑，欧美市场的大部分纯电动车或混动车型，采用的都是感应电机。
与这台感应电机搭配的，是一个电流逆变器。它将电池组的直流电转换为交流电，输入到感应电机中；而感应电机的动力则通过一个9.73:1的固定齿比变速箱，将动力创送至轮端。此外，与上述驱动机构搭配的，还有一个差速器——这是任何一辆车都必备的零件。电池、电机、逆变器，以及固定齿比的变速箱，构成了特斯拉Model S的动力总成。
我们知道，Model S是一款后置后驱的车型，它的驱动机构位于车辆后桥，这让其前轮仅负责转向。所以，对于一款标榜运动性的豪华D级车来说，还差那么一点——就是四驱系统。说起四驱系统，大家都会联想到quattro、X-Drive、4Matic这些四驱品牌，还会想到分动箱、差速器、差速锁，以及什么粘性联轴节之类的技术名词。
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