A l'utilisation, une voiture électrique ne produit pas directement de gaz polluants ni gaz à effet de serre, est peu bruyante à basse vitesse, ne consomme pas d'autre énergie à l'arrêt que celle des équipements annexes (chauffage, climatisation, sonorisation, phares, équipements de sécurité etc.)
Cependant cela reste un objet technique source potentielle de pollutions dans le cadre de sa fabrication, et c'est évidemment un véhicule routier avec ce que cela implique comme impact environnemental (nécessité d'un réseau de routes, parkings et autres infrastructures, couteux, consommateur d'espace et facteur de fragmentation écologique, roadkill, pollution lumineuse, par les voies éclairées plus que par l'éclairage embarqué).
Spécifiquement, le véhicule électrique pose la question écologique à propos des accumulateurs (production, recyclage, et élimination), et, selon le cas, de la pile à combustible et du carburant de celle-ci, ou de la production d'électricité supplémentaire.
La nature et l'ampleur de ces pollutions dépendent principalement du type d'énergie primaire utilisé pour produire l'électricité (ou le carburant pour la pile à combustible) destiné au véhicule. Le bilan écologique est très différent selon la propreté de l'énergie primaire utilisée, sachant que tout le spectre est possible (charbon, éolien, gaz, hydraulique, nucléaire, pétrole, solaire...), et que cela peut dépendre tant de la saison que du mode de recharge (rapide de jour ou lente de nuit, en hiver ou en été, la production électrique sollicitée n'est pas la même).
En fin de vie, la dépollution et le recyclage pour les deux systèmes (pile à combustible et accumulateurs), n'est écologiquement pas neutre. Les composantes fonctionnelles doivent être recyclées, ce qui comporte un coût autant en énergie qu'en recyclage de matières potentiellement polluantes. Recyclage indispensable dans tous les cas dû aux matériaux utilisés pour la construction des deux systèmes : dans le cas des accumulateurs: plomb, nickel et autres métaux lourds, métaux et produits chimiques pour les piles à combustible. Les batteries s'usent assez vite, cinq années de durée de vie en moyenne, (tout types de batterie confondu).
Les véhicules électriques demandent une refonte très importante du système de distribution d'énergie pour devenir une alternative viable aux véhicules à moteur à combustion interne, pour offrir un nombre de prises et sites de recharge suffisant, et pour permettre une recharge rapide.
Selon leur viabilité, qui reste à démontrer, ces systèmes semblent pouvoir être disponible en station-service pour tous, ou seulement pour des flottes captives importantes (services, poste, taxis, zones d'activité, écoquartier, flottes de véhicules partagés) ayant leur propre point de service. Dans tous les cas, il faudra une quantité considérable d'énergie pour remplacer les actuels carburants, avec ce que ça implique comme développement de la production. En France par exemple, 54 millions de tonnes d'équivalent pétrole sont utilisés pour les transports, leur remplacement par de l'électricité supposerait la livraison aux consommateurs d'environ 100 TWh d'électricité soit environ 20 % de la production actuelle. Cette énergie allant pour moitié au parc automobile, l'autre moitié allant au transport par camion.