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汽車電氣有兩個關鍵的部件，一個是發電機，負責汽車供電；另一個是起動機，負責汽車起步。兩者的電機一樣有磁場、電樞和整流元件，但前者是將機械能轉換為電能，后者是將電能轉換為機械能，因此兩者的構造是有很大差異。
以前的汽車發電機是直流發電機，用換向器整流，從20世紀70年代起已經逐步淘汰，現在的汽車發電機大都是交流發電機，用半導體整流。它具有體積小，功率大，壽命長，故障少和低速充電性能好的優點。
交流發電機分為定子繞組和轉子繞組兩部分，三相定子繞組按照彼此相差120度電角度分布在殼體上，轉子繞組由兩塊極爪組成。當轉子繞組接通直流電時即被勵磁，兩塊極爪形成N極和S極。磁力線由N極出發，透過空氣間隙進入定子鐵心再回到相鄰的S極。轉子一旦旋轉，轉子繞組就會切割磁力線，在定子繞組中產生互差120度電度角的正弦電動勢，即三相交流電，再經由6只硅二極管組成的整流元件變為直流電輸出。
由于發電機輸出電壓會隨發動機轉速增高而升高，故要用電壓調節器進行調節，使之符合使用需要。現代轎車的發電機都是比較緊湊的，將集成電路調節器放進發電機內裝成一體，并且采用多管形式。例如夏利轎車的發電機就有8只半導體管，其中6只整流用，另2只用于三相中性點的電壓整流輸出，藉以提高發電機的功率。
現代轎車已普遍采用空調裝置、電噴發動機、電控門窗、電動可調座椅等等。汽車越高級，用電量就越大。現在的中高級轎車發電機功率一般都達1千瓦。隨著自動化舒適化的提高，用電量還要加大，但轎車的安裝空間有限，不可能靠加大體積增加功率。因此，工程師就在冷卻和安裝位置上做文章。例如將發電機安裝在發動機的上端，盡量遠離發熱區；發電機的前后端都裝上風扇葉，以增強冷卻效果。最近寶馬公司更是嘗試用水冷卻方式來提高發電機的冷卻效果。
起動機由電動機、驅動機構和操縱機構等組成。它專門啟動發動機，需要強大的轉矩，因此要通過的電流量很大，達到幾百安培，這種特性決定了它與發電機的不同。例如，采用直流串激式電動機，轉子及定子部分都是用比較粗的矩形截面銅線繞制；驅動機構采用減速齒輪結構；操縱機構采用電磁磁吸方式。
電動機由磁場（定子）、電樞（轉子）和整流子組成，為了增大扭矩采用多極磁場，常見有4個磁場。當電流通過電樞線圈時，按照“左手定則”，整個線圈會受到一個轉矩而轉動。由于直流電動機通電后會產生一種反電動勢，并與發動機轉速成正比，與扭矩成反比，因此能滿足發動機起動時的要求。起動機起動電流很大，因此，操作時啟動時間一定要短。
減速齒輪機構的驅動齒輪與發動機飛輪接合而啟動發動機，采用單向驅動方式。當電動機上的小齒輪的轉速高于發動機飛輪齒圈的速度時，電動機帶動發動機轉，當發動機的轉速高于電動機時，它們之間的動力傳遞關系自動解除。小齒輪個子小受力大，一出毛病汽車啟動將會非常費勁。
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