电机是电动自行车的关键部件。由于电动自行车所带的能源有限，作为全天候的交通工具，更要求电机能耐受较恶劣的环境，可靠性要高。
电机在机构上，分为有刷电机和无刷电机；
有刷电机是传统的产品，性能比较稳定。应该是电动车的电机。
无刷电机是新产品，其寿命性能比有刷电机好。但其控制电路比较复杂，对元件的老化筛选要求比较严格。虽然电机寿命长但控制电路容易出毛病。
因此选用无刷电机要经过严格的可靠性试验以确保质量。
电机输出传动方式上，可分为轮式、中置式、摩擦式；
轮觳式结构简单，外形好，但电机轴受力大，对电机要求高。电动自行车可选此种电机。
中置式结构较复杂，但电机轴受力小，对电机损害小，电动自行车也可选此种电机。
摩擦式结构较简单但对车轮外胎损坏较大，而且雨天打滑。(电动自行车应慎重选此种电机)。
电机在运转速度上，可分为低速大力距电机直接驱动式和高速电机减速式；
前者由于省去减速箱，故噪音小，结构简单，可靠性高。但和后者相比，重量要重。轮式宜采用低速直接驱动，而中置式一般为高速电机减速式。尽管电机的种类较多，但就其主流而言，目前在市场上能见到的电动自行车，从电机的工作原理上分为：稀土永磁无刷电机、稀土永磁有刷无齿直流电机、稀土永磁有刷有齿直流电机。
电机壳在实际生产过程中，由于有刷有齿直流电机是高速电机，齿轮的齿很小，易磨损，但力量大，爬坡能力强。而无刷直流电机，在使用过程中省去了二、三年换碳刷的麻烦。但由于在控制无刷电机的过程，要求精度很高。而且，无刷电机控制器的价钱也较高。相比之下有刷无齿的直流电机，虽然要更换碳刷，但更换碳刷是十分容易的，而且电机的控制较为简单，电机运转平稳，安全系数高。