笼统地说，绿色环保汽车应该是对环境没有污染的汽车。这样的汽车可能实现吗？现在对绿色环保汽车还没有一个统一的概念。绿色环保汽车应该是一个整体的理念，从汽车的设计、制造、燃料、使用到报废回收，尽量减少对环境的污染，甚至做到“零污染”。就汽车的绿色能源开发来说，有两种途径：一种是开发使用替代能源的汽车，如目前研发的天然气汽车、液化石油气汽车、氢气燃料车等各种各样替代燃油汽车；另一种是开发利用新能源的汽车，如电动汽车、太阳能汽车、风力汽车、“交变磁场”汽车等。这些汽车由于排放的有害气体比传统汽车少甚至为零，因此都可以被称作绿色环保汽车。
液化石油气和压缩天然气汽车。液化石油气和压缩天然气是汽油和柴油的替代燃料，其最大的优点是可以有效地减少一氧化碳（减少幅度达到80％～85％）、碳氢化合物（减少幅度达到50％～70％）、氮氧化合物（减少幅度达到50％～70％）和颗粒物的排放，其次是可降低汽车营运成本，天然气的价格比汽油和柴油低得多，燃料费用一般节省50％左右，使营运成本大幅度降低。由于油气差价的存在，油改气的改车费用可在一年之内收回，还可节省维修费用，发动机使用天然气作燃料，运行平稳、噪声低、不积炭，能延长发动机使用寿命，不需经常更换机油和火花塞，可节约50％以上的维修费用。
与汽油相比，压缩天然气本身就是比较安全的燃料。这表现在：燃点高，天然气燃点在650℃以上，比汽油燃点高出223℃；密度低，与空气的相对密度为0．48，泄漏气体很快在空气中散发，很难形成遇火燃烧的浓度；研究法辛烷值高，可达130，比目前最好的98号汽油辛烷值高得多，抗爆性能好。而且压缩天然气汽车所用的配件比汽油车要求更高，国家颁布有严格的天然气汽车技术标准，从加气站设计、储气瓶生产、改车部件制造到安装调试等，每个环节都形成了严格的技术标准。
电动汽车。在蒸汽汽车和内燃机汽车两个时代交替的时候，曾出现了以蓄电池为动力的电动汽车，1899年法国人伽特制造的电动汽车是这一时期的代表。1900年英国人哈特制造出了世界上第一辆四轮全驱动电动汽车，其速度可达80千米/时。电动汽车解决了蒸汽汽车大量耗煤的问题，同时具有使用方便、车速较快等优点，所以在1899—1930年，电动汽车得到了发展。但由于蓄电池充电时间太长，费用也很高，而且一次充电后行程过短，这些缺点制约了电动汽车的发展。因此，在内燃机汽车出现后，电动汽车一度销声匿迹。
我国从“十五”时期开始实施新能源汽车科技规划，“863”项目共投入20亿元研发经费，形成了以纯电动（BEV）、油电混合动力（HEV）、燃料电池（FCEV）三条技术路线为“三纵”，以多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系统三种共性技术为“三横”的电动汽车研发格局。目前我国电动汽车的研发取得显著进展。
2012年，国家发布《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》，鼓励纯电驱动汽车工业转型，并通过对低速电动车提出挂牌上路的管控要求，逐渐规范电动车市场。
发展电动汽车的关键在于我国企业能否掌握核心技术。电动汽车的关键核心技术有三个：一是动力电池，二是电动机，三是控制系统。其中，动力电池最为关键，其性能指标和经济成本决定了电动汽车的商业化进程。目前，我国车用动力电池的能量密度、功率密度等主要性能指标居国际先进水平，电催化剂、复合膜、双极板等关键材料也取得重要进展。
电动汽车应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展，铅酸蓄电池由于能量低、充电速度慢、寿命短、污染严重，逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍氢电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。
太阳能电动车和氢燃料汽车。太阳能电动车和氢燃料汽车是真正的绿色汽车。太阳能电动车是一种利用太阳能来驱动的汽车。太阳能是真正洁净的能源，在利用过程中几乎没有污染，而且太阳能取之不尽、用之不竭。据估算，如果由太阳能电动车取代燃油车辆，每辆汽车的二氧化碳排放量可减少43％～54％。白天，太阳能电池把光能转换成电能自动存储在动力电池中，在晚间，还可以利用低谷电（220伏）充电。因为不用燃油，太阳能电动车不会排放污染大气的有害气体；没有内燃机，太阳能电动车在行驶时不会发出燃油汽车内燃机的轰鸣声。由于太阳能电动车结构简单，除了定期更换蓄电池，基本上不需日常保养，省去了传统汽车必须经常更换润滑油、添加冷却水等定期保养的烦恼。目前研发的太阳能电动车行驶速度远低于燃料油汽车，但是出于对光能资源化利用、石油资源节约及环境保护的考虑，太阳能电动车被诸多国家所提倡，太阳能电动车产业的发展也日益蓬勃。
氢燃料汽车是以氢气作为动力燃料的汽车。氢气燃烧时不产生二氧化碳，而且氢是资源最丰富的化学元素之一。以氢为能源的燃料电池是21世纪汽车的核心技术。许多顶尖的科学家预言，氢对汽车工业的革命性意义相当于微处理器对计算机技术那样重要。氢燃料汽车与电动汽车相比，它的优势是加满氢燃料时间短，氢燃料汽车加满燃料时间不到5分钟，而就算是超级充电桩给电动汽车充电也需要30分钟左右，可能未来还有提升空间，但是受限于物理定律，能达到什么水平还很难预料。另外，氢的能量密度相当高，相比于目前国内纯电动车的续航能力，氢燃料汽车更胜一筹，如丰田在2014年上市的Mirai续航里程可以达到700千米，还有此前丰田发布的Fine－ComfortRide概念车，续航里程更是高达1000千米。而且氢燃料汽车在运行过程只产生空气和水，燃料电池没有回收的问题。虽然太阳能电动车和氢燃料汽车的研制已经有跨越式进展，但要实现产业化，并在市场中占有一席之地，还需要做很多的功课。
一辆由德国研发的风力汽车“疾风探险者”号，成功穿越广袤的澳大利亚大陆，全程约5000千米，沿途历经酷热与严寒的考验。值得一提的是，该车全程主要依靠风力和风筝驱动，用于蓄电池充电的费用仅约10澳元（约合人民币66元）。2011年2月14日，“疾风探险者”号结束此次长途旅行，顺利抵达终点悉尼，这是该原型车首次接受如此重要的长距离实测。“疾风探险者”号由德国发明家德克·吉翁和斯蒂芬·西默尔合作研发，是一辆类似赛车风格的敞篷车。它采用碳纤维车身与自行车轮胎，即便装载电池，整车重量也仅约204千克，拆下电池后更轻至82千克，远低于普通汽车，最高时速可达88千米以上。吉翁兴奋地表示，这是世界上第一辆适于上路且能行驶如此长距离的风力发电车，也是首辆可在世界各地上路的风筝驱动车。该车完全依托可再生能源，以风力和风筝为主要驱动力，成功完成了此次艰险旅程。
“交变磁场”汽车。日本环境厅公害研究所研制了一种既无公害又可节能的新型汽车。这种车利用交变磁场的原理设计，在汽车前后轮的轮轴上装有小型高效率磁铁发电机，在电动机轮轴上绕上一组线圈，在线圈的外部装上旋转磁铁，车轮上也装上磁铁。当线圈通电以后，磁极中就产生了一个交变磁场，从而使车轮旋转起来。车子以蓄电池作为电源，蓄电池的质量为26千克。用电源开关来操纵汽车行驶速度，最高速度可达70千米/时。普通汽车通常是用发动机通过变速齿轮箱带动车轮，而此车是直接用发电机带动车轮，大大降低了汽车的噪声和能量耗损。