รถยนต์ไฮบริดที่ใช้น้ำมันเบนซินและไฟฟ้าใช้เทคโนโลยีไฮบริดของเชื้อเพลิง (น้ำมันเบนซิน) และพลังงานไฟฟ้า โดยมีมอเตอร์ไฟฟ้าทำหน้าที่เป็นพลังงานเสริมให้กับเครื่องยนต์ รถยนต์ประเภทนี้จึงประหยัดพลังงานมากขึ้น
หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านั้นขึ้นอยู่กับความสมดุลของเครื่องยนต์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เมื่อเครื่องยนต์อยู่ในสภาพการทำงานที่ดีที่สุด เครื่องยนต์จะขับเคลื่อนรถยนต์ เมื่อเครื่องยนต์ไม่อยู่ในสภาพการทำงานที่เหมาะสม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเริ่มทำงานเพื่อช่วยรักษาเครื่องยนต์ให้อยู่ในสภาพการทำงานที่เหมาะสมที่สุดและประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงให้น้อยที่สุด
เมื่อเปรียบเทียบกับรถยนต์เชื้อเพลิงบริสุทธิ์ รถยนต์ไฮบริดน้ำมันเบนซิน-ไฟฟ้าสามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพการขับขี่ที่แตกต่างกันได้ดีกว่า เนื่องจากความเร็วของเครื่องยนต์จะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนเกียร์และความเร็ว และรถยนต์ไฮบริดน้ำมันเบนซิน-ไฟฟ้าก็สามารถรักษาสภาวะการทำงานที่ดีที่สุดในสภาวะการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้
เมื่อถึงสภาพการทำงานที่เหมาะสมแล้ว รถจะถูกแปลงเป็นรถขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์โดยอัตโนมัติ ส่วนที่เหลือจะขับเคลื่อนโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แนวทางการทำงานร่วมกันนี้ช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงและปรับปรุงประสิทธิภาพการขับขี่โดยรวม
รถยนต์ไฮบริดน้ำมัน-ไฟฟ้าสามารถแบ่งตามโครงสร้างที่แตกต่างกันได้เป็นไฮบริดแบบซีรีส์ ไฮบริดแบบขนาน และไฮบริดไฮบริด 3 ประเภท ประเภทต่างๆ เหล่านี้มีความแตกต่างกันเล็กน้อยในด้านการออกแบบและการใช้งาน แต่ปัจจัยร่วมก็คือทุกประเภทล้วนปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
โปรดทราบว่ารถยนต์ไฮบริดน้ำมัน-ไฟฟ้าไม่ใช่รถยนต์พลังงานใหม่ แต่ถือเป็นรถยนต์ประหยัดพลังงาน ดังนั้น รถยนต์เหล่านี้จึงยังคงมีโลโก้สีน้ำเงินเพื่อแยกความแตกต่างจากรถยนต์พลังงานใหม่