Os motores são dispositivos que convertem energia elétrica em energia mecânica. O princípio de funcionamento do motor de uma bicicleta elétrica consiste em gerar um campo magnético rotativo através de uma bobina eletrificada (ou seja, o enrolamento do estator), que atua sobre a estrutura de alumínio em gaiola de esquilo fechada do rotor, criando um binário eletromagnético de rotação.
Os motores dividem-se em motores de corrente contínua e motores de corrente alternada, consoante a alimentação. A maioria dos motores utilizados em sistemas de energia são motores de corrente alternada. Podem ser síncronos ou assíncronos (a velocidade do campo magnético do estator e a velocidade de rotação do rotor não se mantêm sincronizadas).
O motor é composto principalmente pelo estator e pelo rotor. O sentido da força que atua sobre o fio condutor no campo magnético depende do sentido da corrente e do sentido do campo magnético. O princípio de funcionamento do motor baseia-se na força que o campo magnético exerce sobre a corrente, fazendo com que o motor rode.
A potência do motor de uma bicicleta elétrica varia. Por exemplo, um motor montado com uma bateria de 12 Ah, composta por quatro blocos, tem uma potência de 350 W; isto refere-se a um motor de alta velocidade com engrenagem interna. No caso de um motor sem escovas e sem engrenagens, a potência real é de 250 W.